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场地和流体共同作用下埋地管道的抗震性能分析

作　者: 赵广宇
导　师: 徐建新；朱庆杰
学　校: 河北理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 埋地管道场地流体流固耦合抗震性能分析
分类号: U171
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
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内容摘要

应用有限元分析软件ADINA对埋地管道在地震荷载作用下的破坏进行数值模拟。文中分析了埋地管道的破坏因素,考虑在复杂场地条件、断层和流体共同作用下埋地管道的破坏情况。利用有限元软件ADINA,建立跨断层埋地管道的计算模型。采用ADINA的两种建立模型方法Native和Parasolid建立有限元模型,并运用布尔操作实现了管道与土体之间的几何融合。在建模时管道模型采用Native的方法,土体模型采用Parasolid的方法建立。通过摩擦接触的设定实现管道与周围土体间相互作用,利用位移荷载模拟断层之间的相对运动。建立三个不同形式管道跨断层模型,在相同荷载作用下,发现跨大断层的管道破坏程度远远大于跨中小断层的管道破坏程度。同时考虑跨断层管土相互作用和流体条件下流固耦合作用的共同影响,对流体的介质、流速、管道的壁厚、场地土以及两个不同形式的跨断层模型对比,发现管道内部的输送介质对管道破坏影响很大,管内介质的流态、流速等对管壁变形和应力分布都有影响,壁厚的大小、场地土对管道的应力应变也有影响,因此管道内流体和管道间的耦合分析对地下管道破坏分析很重要。管道内输送介质密度和流速越大,管道壁厚越小,管道越易破坏,故在埋地管道设计中应充分考虑管内介质的密度与流速以及管道的壁厚。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 文献综述  10-16
  1.1 地下管道的震害  10-11
  1.2 埋地管道抗震的发展和研究现状  11-14
    1.2.1 管道-土模型的发展研究状况  11-12
    1.2.2 管道的流固耦合分析的研究状况  12-14
  1.3 研究中存在的不足及本课题的创新点  14
    1.3.1 研究中存在的不足  14
    1.3.2 创新点  14
  1.4 课题的研究目的、技术路线及研究内容  14-16
    1.4.1 研究目的  14-15
    1.4.2 技术路线  15
    1.4.3 研究内容  15-16
2 埋地管道抗震性能影响因素分析  16-21
  2.1 埋地管道破坏的影响因素分析  16-18
    2.1.1 埋地管道的破坏形式  16
    2.1.2 埋地管道的震害特征  16
    2.1.3 埋地管道破坏的影响因素  16-18
  2.2 流固耦合的影响因素分析  18-19
  2.3 综合考虑场地和流体的影响因素分析  19-21
3 场地和断层的影响分析  21-38
  3.1 建模的基本假设  21
  3.2 建模的基本方法  21
  3.3 建模的基本步骤  21-22
  3.4 管土摩擦模型的计算方法  22-26
  3.5 建立模型  26-33
  3.6 跨断层的几种模型对比与结果分析  33-37
    3.6.1 跨断层的几种模型  33-35
    3.6.2 结果分析  35-37
  3.7 本章小结  37-38
4 场地、断层和流体共同作用分析  38-61
  4.1 流固耦合分析的基本假定  38
  4.2 FSI 有限元分析原理  38-39
  4.3 建立流固耦合模型  39-49
    4.3.1 建立固体模型  40-44
    4.3.2 建立流体模型  44-48
    4.3.3 流固耦合分析  48-49
  4.4 模型对比及结果分析  49-60
  4.5 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
导师简介  66-67
作者简介  67-68
学位论文数据集  68

场地和流体共同作用下埋地管道的抗震性能分析

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