摘要：滑坡作为典型地质灾害之一,严重威胁埋地管道的安全运行。若能准确预测管道所能承受的极限滑坡位移,则可结合先进的滑坡监测技术对管道失效事故进行有效预判。有鉴于此,首先建立并验证了基于非线性接触的管土作用模型,之后对模型参数及边界条件设置进行了讨论,最后基于形成的模拟方法研究了应力/应变准则下极限滑坡位移预测方法。结果表明:两侧设置无限边界的非线性接触管土作用模型更适用于真实滑坡工况下管道力学响应分析,可实现土体与管道大变形及管土分离的有效模拟,并可用于基于应力及应变准则的极限滑坡位移预测。本文为山区管道的安全设计及滑坡事故的防控提供了有效的技术手段。

摘要：准确预测含轴向穿透裂纹管道极限压力对其安全运行具有重要意义,但现有极限压力预测模型已不满足高韧性、高强度X80管道的评定需求。对含轴向穿透裂纹X80管道极限压力进行研究,建立含轴向穿透裂纹X80管道壳单元与三维实体单元数值模型,应用壳单元模型替代三维实体单元模型以简化分析过程并提高计算效率。基于含裂纹管道壳单元模型,选用临界裂纹尖端张开角作为断裂参量,分析初始裂纹长度、检测单元长度、管道壁厚等不同因素对极限压力的影响,提出极限压力预测修正模型。将基于修正模型的管道爆破压力预测结果与试验测试结果进行对比分析。结果表明,初始裂纹长度与极限压力呈负相关关系;而检测单元长度和管道壁厚与极限压力呈正相关关系,且壁厚与极限压力基本呈近线性关系;三者均对极限压力具有较为显著的影响。该模型具有更高的准确性,可用于高韧性、高强度薄壁X80管道的止裂设计。

摘要：以X80管道钢为研究对象开展基于小冲杆试验的断裂韧性研究。设计一种环形缺口小冲杆试样,建立环形缺口位置、关键几何参数确定方法,基于所设计试样开展试验及数值模拟,在数值模拟可靠性验证基础上判断试样的起裂位移,结合围线积分方法确定基于小冲杆试验的断裂韧性,并与标准断裂韧性试验所得结果进行关联。结果表明所提出的以最大等效塑性应变处作为环形缺口预制位置是合理的,所建立的小冲杆试验与标准断裂韧性试验测试结果关联模型可广泛用于多种材料。

摘要：为解决常规力学性能测试手段无法对高钢级管道局部区域材料的力学性能进行精细表征的问题,对小厚度试样小冲杆试验表征管道钢材料力学性能的经验关联方法进行了研究。对不同钢级管道钢材料分别开展了单轴拉伸试验与标准厚度试样小冲杆试验,通过两者数据关联得到了标准厚度试样小冲杆试验确定高钢级管材屈服强度及抗拉强度的经验公式。在此基础上,以X80钢为例开展了系列非标小厚度试样小冲杆试验,对经验公式进行了厚度效应修正,最终形成了基于小厚度试样小冲杆试验的高钢级管材力学性能表征方法,并进行了适用性验证。研究结果表明:考虑厚度效应的力学性能经验关联公式对于不同批次的X80钢非标小厚度试样小冲杆试验结果适用性良好;关联所得屈服强度及抗拉强度与单轴拉伸试验结果相比最大误差分别为9.87%和5.61%,均满足工程需求。研究结果可为不同高钢级管材力学性能研究提供理论基础与技术支撑。

摘要：针对胜利浅海油田海底管道开展内检测工作中流程存在的问题,在分析了海底管道的工程设计、在役运行、检测现状的基础上,根据通用管道内检测要求建立了初步的内检测基本工作流程,结合海上平台工艺流程中没有收发球装置以及平台工作空间不足的实际情况,提出了工艺流程改造方案,优化了海底管道内检测流程,并进行了工程验证。

摘要：脐带缆的静强度解析模型不考虑其内部构件间的摩擦,因此无法准确分析脐带缆变形及受力情况,局限性较大。鉴于此,基于螺旋缠绕圆柱分析方法,采用ANSYS软件建立脐带缆多层滑移接触摩擦有限元模型,分别采用梁单元和实体单元模拟铠装钢丝和直构件,设置线线接触、线面接触模拟构件之间的接触摩擦,对脐带缆进行了静强度分析,计算其截面拉伸刚度和弯曲刚度,通过对比有限元计算结果与解析计算结果,验证了数值模拟方法的正确性。在此基础上,从钢丝缠绕角度、钢丝直径、摩擦因数及外压等因素入手,对其截面力学性能进行参数敏感性分析。分析结果表明:考虑接触摩擦的有限元模拟能够更加准确地展现脐带缆的变形及应力分布情况,且其截面性能受钢丝缠绕角度、钢丝直径、摩擦因数及外压等因素影响明显。研究结果可为脐带缆的截面设计及优化提供技术支持。