摘要：埋地高强钢管道是油气长距离输送的主要方式,而地震造成的断层位移错动严重威胁管道的安全运行。建立了埋地X80高强钢管道在逆断层作用下的有限元模型,采用弯管与管单元模拟管道,非线性土弹簧模拟管土相互作用。考虑了管材、管土、几何大变形造成的非线性,模型采用非线性稳定算法,保证了求解的收敛性。依据西气东输二线工程参数,详细分析了逆断层作用下管道的两种屈曲失效形式,即梁式整体屈曲失效与壳式局部失稳失效。同时,讨论了断层倾角、管道壁厚及埋深对管道屈曲失效形式的影响。研究成果对穿越断层管道的设计与安全评价有一定的指导意义。

摘要：为研究逆断层影响区域煤体在采动路径下的力学特征,以新春煤矿1503回采工作面为研究对象,建立逆断层区域采动煤体应力分析模型,计算得出随着工作面与逆断层距离减小,工作面前方采动煤体应力集中程度逐渐增加的变化特征,并采用KBJ-60Ⅲ-1型回采支架工作阻力连续记录仪记录工作阻力,验证了理论计算的结果;基于采动煤体应力变化规律开展煤体力学特征试验,设计3种应力加载方案模拟与逆断层不同距离采动煤体的应力变化,得出煤体力学特征与距逆断层的距离有关,距离逆断层越近,煤体偏应力峰值和应变相对越大,与距离逆断层5m的M1煤样相比,距离逆断层65 m的M3煤样偏应力峰值和轴向应变分别上升了40.74%和26.73%;通过能量分析方法得出与逆断层不同距离的采动煤体裂隙发育特征不同,距离逆断层越近,采动煤体内部存储的弹性相对最高,也消耗更多的能量用于煤体破坏和裂隙扩展。

摘要：在石油地质勘探三维建模中,逆断层是一种普遍的地质现象,它却控制区域地质的结构和演化与油气资源相关联,而逆断层数据点三角化问题在建模中也最为复杂。本文提出了一种可解决带地质逆断层约束数据域的三角剖分通用算法,通过对逆断层制图边界拓扑结构建立与分析,引入桥接点和辅助约束边界概念,对逆断层中复杂重叠域约束数据划分子区,最后进行Delaunay三角剖分,实现了带地质逆断层约束数据域的Delaunay三角剖分并应用于油气勘探设计等领域。

摘要：以河南郭沟煤矿大倾角逆断层正上方1000k V晋东南-南阳-荆门特高压线路为研究对象,采用数值模拟方法,对逆断层两侧煤层开采特高压线塔变形规律与岩层移动特征进行了研究。得出了逆断层上、下盘煤层不同开采顺序与塔基斜率和塔基中心下沉值的变化关系,揭示了上、下盘岩层的移动特征。研究结果可为类似条件下高压线塔下采煤提供参考。

摘要：埋地管道地震作用下的破坏因素源于地震引起的永久地面变形(PGD),其中管道-土体间相互作用决定土体位移作用到管体的大小。利用离心机试验技术模拟埋地管道在逆断层大位移下的反应特性,重点讨论断层与管道的交角、断层位移大小、管土相互作用、管径和埋深五个参数对管道破坏的影响水平。实验结果表明:上述参数对管道断层作用的反应均有明显影响,其中断层的位移量、管土相互作用、埋深和管径的影响更为显著。本文的研究结果对于管道经过断层区的抗震设计有十分重要的意义。

摘要：为了研究碳纤维复合材料(CFRP)对逆断层作用下埋地管道力学响应行为的影响,基于ABAQUS建立了三维逆断层作用下碳纤维预增强埋地管道数值仿真模型。采用基于应变的评价准则,研究了不同CFRP缠裹厚度、长度和角度对管道力学响应行为的影响。研究结果表明:对于无CFRP缠裹管道,随着断层位移的增加,上盘处管道率先发生应变突变,但变化程度低于下盘处管道;缠裹10 mm厚的CFRP就能够较大程度地增强管道抵抗断层位移的能力,降低管道轴向应变值;缠裹长度对管道屈曲位置有较大影响,缠裹角度对屈曲位置影响较小,但较小的缠裹角度更有利于增加管道抵抗断层位移的能力;在实际穿越断层的油气管道工程中,可以在断层面附近处的管道缠裹CFRP,缠裹厚度可取20 mm,缠裹长度在断层面两端宜大于20 m,缠裹角度取较小值15°。所得结果可为工程设计及现场施工提供参考。

摘要：针对逆断层错动易导致大口径薄壁埋地管道受压发生屈曲失效的问题,基于土弹簧壳耦合模型,考虑管土材料非线性及几何非线性,分析逆断层错动作用下大口径薄壁管道的力学响应,结合大口径薄壁管道的结构特点,研究了断层位错量变化时管道截面椭圆化变形与应变分布规律。研究表明,断层位错量较大时,大口径薄壁管很快进入非线性状态;在断层错动作用下,管道不仅会产生弯曲变形,而且截面会产生椭圆化变形;大口径薄壁管抵抗逆断层压缩载荷的能力较弱,设计中应尽量避免让管道受压。研究所得结论可用于大口径薄壁管道抗灾设计与防治措施制定。

摘要：文章基于应变的设计理念,采用壳单元等效边界模型,利用AN SYS软件实现了断层作用下埋地管道的抗震校核计算,并对断层作用下埋地管道的变形影响因素进行了分析,结果表明:断层错动量大小是影响管道变形的主要因素,管道的峰值应变随错动量的增加呈近似等倍数的线性增加;管道与断层交叉角度的不同会导致管道产生不同的失效形式,在倾角为75°的逆断层作用下,管道与断层交叉角度小于55°时表现为拉伸失效,交叉角度大于85°时表现为压缩失效;随着管道埋深的增加,管道的峰值拉伸、压缩应变均有所增加;提高管道壁厚可以使管道以较低的轴向应变为代价来吸收更多的应变能,因此提高管道壁厚可以降低管道的峰值应变。

摘要：地震断层引起的地面永久变形会导致埋地管道屈曲或整体失稳,威胁油气管道的安全。针对跨断层埋地管道屈曲响应的精准预测难题,以断层作用下管道轴向压应变快速增长前的应变作为判断管道局部屈曲的标准,提出了一种跨断层埋地管道屈曲响应仿真分析及预测方法。通过等效边界弹簧对管道端部的轴向补偿,建立了逆断层作用下埋地管道非线性有限元模型,探究了不同敏感参数下管道的应变响应,基于非线性回归得到了管道屈曲预测修正公式,结合实验对比验证了方法的准确性,为管道穿越逆断层的失效分析和安全设计提供了参考。

摘要：埋地管道通过的逆断层是油气输送管道抗震设计中最困难的地段,这是因为在逆断层位移作用下管道压缩分量大,容易产生屈曲失效。鉴于此,以某逆断层作用下埋地管道为例,利用有限元软件ABAQUS进行了管土作用分析,并采用基于应变的准则进行管道校核。对于范围大、布置复杂的地段采用管单元,土壤采用弹簧单元来模拟,可以满足工程使用的精度要求。计算结果表明,该埋管发生了压缩塑性变形,但仍然处于安全状态。研究内容可为埋地管道设计提供参考。