摘要：为研究走滑断层错动作用下隧道结构的纵向响应,采用Pasternak双参数地基和弹性梁理论,建立穿越多破裂面断层隧道在断层强制位错作用下的纵向响应微分方程,通过数学方法求解获得隧道结构在断层位错作用下的纵向变形、内力响应,并通过模型试验和数值模拟对理论解析模型的有效性进行验证。在此基础上,采用理论解析模型对隧道结构纵向响应的影响因素进行敏感性分析。主要得出以下结论:1)理论解析模型计算得到的隧道纵向变形和弯矩变化趋势与模型试验和数值模拟结果完全一致,但数值上趋于保守;2)断层错动的位移形式和围岩-隧道结构的刚度匹配关系对隧道结构纵向响应的影响较大,应根据具体的断层破碎带形式选择合适的断层错动位移函数;3)随着围岩-隧道结构刚度比的增大,围岩对隧道结构的约束作用随之增大,隧道结构纵向内力集中现象增加,但受断层错动影响的范围减小,在具体工程设计中应结合施工成本、抢通时间等来选择合适的围岩-隧道结构刚度匹配关系。

摘要：盾构隧道原型管片弧形接头试验在研究管片接头抗弯性能、尤其是破坏的发展过程时更接近实际,但由于加载力系复杂,试验难度较大。文章依托某输气盾构隧道工程,开展了原型管片弧形接头抗弯试验,首先进行弧形管片接头受力分析,考虑了弧形接头接缝变形对其内力的影响,确定了弧形管片接头抗弯试验的等轴力加载方法并推导了荷载计算公式。分析了接缝面应变、螺栓应力、张开量、张开高度以及抗弯刚度随接头内力的变化规律,讨论了弧形管片接头破坏的发生发展与接头变形的关系。结果表明,弧形管片接头接缝面轴力和弯矩的相对大小、螺栓受力状态对接头抗弯性能影响较大,轴力抑制接缝张开,对接头的抗弯能力有保持作用;弯矩使得接头发生张开变形,接头抗弯刚度随其增大而减小。压弯条件下,随着弯矩的增大,接缝变形呈近似线性发展;当接头张开至螺栓附近时,螺栓受力明显增大,此时接缝变形受到一定的限制;随着弯矩进一步增长,弯矩对于接缝张开变形的控制强于轴力和螺栓对于接缝面变形的控制,接缝变形基本由弯矩控制。故随着弯矩的增长,接缝变形呈非线性变化。接头破坏过程与接缝变形的关系可分为稳定变化阶段和失稳阶段,两者的破坏特征区别明显。前者表现为出现首条裂缝和螺栓屈服,后者表现为裂缝的持续发展以及接缝面混凝土压溃。对于弧形接头,两阶段分界点为弯矩与破坏弯矩比值达到0.75~0.85,或管片直径变化率为0.35%~0.45%;对于直接头,分界点一般出现在破坏弯矩比值达到0.35~0.45,故弧形接头和直接头的抗弯性能存在明显差异。轴压比为0.0902时,弧形接头压弯破坏属于延性破坏,破坏前裂缝的发展可以分为数量增长和宽度长度扩展两个阶段。当观察到大量宽度大于0.5mm的裂缝时,弯矩与破坏弯矩比值已达到0.95~0.97。研究结果可为盾构隧道管片接头的设计和类似试验提供重要参考。

摘要：岩体裂隙结构的准确获取分析对于生态脆弱区非开挖钻遇岩体的稳定性分析有重要意义。本文基于近景摄影测量技术,通过PhotoModeler Scanner软件对多方位岩体图像特征点畸变处理、杂点剔除,实现密集点云三维信息准确提取,进而建立三角网格、依据三角网建立密集曲面,最后通过数据的可视化对曲面进行渲染,实现岩体的三维建模。建立的三维模型裂隙形态与原裂隙趋于一致,可实现对于裂隙长度、平均宽度、面积等参数的无损拾取与观察,将获取裂隙信息进行对比,结果与直观反映的岩体裂隙发育程度一致。

摘要：随着中缅、兰成、中贵等山区长输管道的建设,采用管道跨越通过大江大河的方式不可避免,跨越结构由于暴露于地面,其运营安全格外受到各方的关注。跨越是长输管道建设过程中的"卡脖子"工程,投产后因为有地上构造物、容易遭到破坏、修复难度大等特点成为安全要害部位。通过对国内外跨越结构的安全运营措施分析,结合中国国情及相关规范情况,提出各方可接受的合理的运营安全措施建议,供参考。

摘要：油气管道斜拉索跨越常用于峡谷地区的河流穿跨越工程中,为了解决中缅油气管道北盘江斜拉索跨越工程风振稳定、清管振动、索力平衡以及桥塔刚度等问题,开展了斜拉索全桥和节段模型风洞试验,并进行了有限元数值模拟分析。通过分步迭代获取了不等跨斜拉索结构的合理成桥索力,并采取边跨配重和拉压支座结合的方式平衡索力;通过全桥模型和节段模型风洞试验,获得了结构抗风需要的风振参数,并对跨越结构抗风稳定性进行了验证,同时基于走道板对抗风安全的影响,选取了透风率高的走道板型号;通过综合比选,桥塔结构形式采用了钢管混凝土桥塔,3根管道采取了上下布置方案。由此,有效保证了结构抗风安全,并解决了不同工况下结构振动和索力平衡问题。

摘要：为了准确获取管道悬索跨越结构的气动参数,建立油气管道悬索跨越典型主梁断面数值风洞模型,并选取SST k-ε模型作为数值风洞湍流模型。数值风洞获取的绕流压力场分布显示,管道上、下表面的负压区较为明显,最大的正压区出现在管道的迎风侧面,位于入流方向的桁架梁迎风面和背风面的压力差最为明显;绕流速度场分布显示,管道和桁架梁对风速的阻挡效果明显,且管道、迎风侧栏杆、桁架梁均产生明显的流动分离和漩涡脱落现象,结合绕流场均方根压力可知,入流侧桁架最易发生涡振。通过对-3°、0°、3°风攻角下不同管径和不同主梁宽度的三分力系数分析,结果表明:主梁宽度对阻力系数和升力系数的影响较小,-3°风攻角下扭转系数随主梁宽度增加而减小;管径对三分力系数有决定性影响,随管径增大,阻力系数逐渐增大,而升力系数和扭转系数逐渐减小。研究结果可为悬索跨越桥面结构设计以及管道布置方式提供抗风方面的数据支持。(图14,表1,参22)

摘要：高海拔地区实施非开挖水平定向钻进时,裂隙发育地层的泥浆漏失不仅会影响泥浆的有效循环,还会形成大量的岩屑床,导致钻具过度磨损、摩阻异常增大、有效孔径减小等问题。针对西藏某地钻遇花岗岩裂隙,采用近景摄影测量技术对其进行量化表征,得到该区裂隙地层的缝宽<4 mm;提出采用玄武岩纤维作为裂隙封堵主剂,并建立随钻玄武岩纤维堵漏配方体系,实验结果表明:采用3、6和9 mm多级组合的玄武岩纤维堵漏效果最好,3 mm纤维复合惰性材料形成骨架结构,6和9 mm纤维可发挥一定强度的“加筋”作用。现场随钻实验结果表明:采用玄武岩纤维堵漏后,泥浆中固相含量下降幅度减少了13.14%,有效保障了长距离裂隙山体的有效、绿色、安全钻进。

摘要：在长输油气管道悬索跨越形式中,当设计荷载较大而采用大直径主缆时,将单根大直径主缆均分为两根截面较小的主缆,可极大地提高运输和安装效率,为了解决主塔塔顶单侧双主缆的连接和锚固问题,设计了一种用于同时锚固边跨和主跨双主缆的新型锚固装置,成功在单侧双主缆式悬索跨越中进行应用,并采用大型通用有限元软件ABAQUS对锚固装置进行仿真模拟分析,对结构安全性进行了计算和研究。结果表明:采用不同截面和型号板材设计的主缆–主塔锚固装置可彻底解决双主缆锚固和连接问题,其与塔顶的焊接连接方式,也能够在一定程度上解决设置单独索鞍存在的滑移问题;当主缆达到其破断力时,锚固装置两边弧形纵向连接板及中间纵向连接板的端部锚固位置处的应力最大,但小于锚固装置选材的极限屈服强度,锚固装置的设计结构合理,安全性能够达到使用要求,装置与主缆锚具连接处的挡板是设计考虑的重点。

摘要：悬索跨越是油气长输管道跨越河流最常用的形式之一,锚固系统作为悬索跨越结构的重要组成部分主要承受主缆拉力,目前常用的形式有重力式锚固墩和隧道锚两种。本文针对特殊地质地形下的悬索跨越提出了一种新的锚固方式,即预应力锚索-锚固体-桩基础方式,这种锚固方式通过锚固体将主缆拉力传至预应力锚索,然后传至下伏基岩,桩基础则承受锚固体重力,从而避免了大规模开挖岸坡或长距离开挖锚固隧道,为锚固系统设计提供了新的思路。对预应力锚索作用下锚固体和土体的相互作用进行了数值模拟,结果表明锚固体前端下缘应力值较大,土体应力较小,最大应力出现在锚固区,因此锚固区必须位于稳定的基岩上。

摘要：团队简介油气管道跨越工程技术攻关团队由结构设计、风工程科学、结构健康监测、流体力学等方面的专家10余人组成,是中国石油天然气管道工程有限公司核心创新团队之一。该团队以引领油气管道领域大型跨越工程技术进步为己任,解决了国内外油气管道跨越工程建设过程中中面临的复杂风环境、高地震烈度、多管同跨、国际性河流环境敏感性、运营期间结构安全等难题,首次实现风工程科学和管道跨越工程的融合,并申请专利11项、软件著作权1项,出版专著1部,编制行业标准1项。