管道環(huán)境載荷與力學響應

目錄
“博士后文庫”序言
前言
第1章　管道服役環(huán)境　1
1.1　復雜介質環(huán)境　1
1.2　地質災害　1
1.3　第三方活動　7
第一部分　復雜介質環(huán)境
第2章　管道沖蝕磨損機理　10
2.1　氣固兩相流彎管沖蝕磨損機理　10
2.1.1　沖蝕磨損模型　10
2.1.2　彎管沖蝕磨損　11
2.1.3　多彎管路沖蝕磨損　17
2.2　帶缺陷彎管沖蝕磨損機理　20
2.2.1　含單一缺陷彎管沖蝕　20
2.2.2　缺陷幾何尺寸的影響　24
2.2.3　多缺陷彎管沖蝕　26
2.3　氣固兩相流三通管沖蝕磨損機理　27
2.3.1　三通管計算模型　27
2.3.2　流場與沖蝕規(guī)律　28
2.4　液固兩相流三通管沖蝕磨損機理　36
2.4.1　三通管計算模型　36
2.4.2　流場與沖蝕規(guī)律　36
第3章　含復雜腐蝕缺陷管道剩余強度評價　38
3.1　含腐蝕坑群管道剩余強度評價　38
3.1.1　單點腐蝕坑　38
3.1.2　多點腐蝕坑　42
3.2　基于多層腐蝕坑的管道剩余強度評價　44
3.2.1　含多層腐蝕缺陷模型　44
3.2.2　管道剩余強度　45
3.3　內外腐蝕共存的管道剩余強度評價　47
3.3.1　周向腐蝕缺陷影響　47
3.3.2　內外腐蝕缺陷重合　49
第4章　管路系統(tǒng)流致振動特性　51
4.1　多彎管路系統(tǒng)動力學分析　51
4.1.1　L型充液管道模態(tài)分析　51
4.1.2　水下管路系統(tǒng)模態(tài)分析　52
4.1.3　非定常流下管道振動特性　55
4.2　U形充液管道動力學分析　57
4.2.1　U形管道模型　57
4.2.2　管道模態(tài)分析　58
4.2.3　充液過程中管道力學分析　59
第二部分　地質災害
第5章　地震災害下埋地管道力學行為　64
5.1　跨斷層埋地管道分析方法　64
5.2　走滑斷層作用下埋地管道力學　65
5.2.1　軟土地層中管道力學行為　65
5.2.2　硬巖地層中管道力學行為　72
5.3　逆斷層作用下埋地管道力學　76
5.3.1　軟土地層中管道力學行為　76
5.3.2　硬巖地層中管道力學行為　82
5.4　地震波作用下埋地管道力學響應　85
5.4.1　地震波作用下管道分析方法　86
5.4.2　黏彈性邊界及地震動輸入機制　90
5.4.3　數(shù)值計算模型　92
5.4.4　管道截面應力“偏移效應”　93
5.4.5　關鍵參數(shù)分析　95
第6章　山體滑坡作用下埋地管道力學行為　102
6.1　管道力學模型　102
6.2　控制方程　104
6.2.1　管段Ⅰ　104
6.2.2　管段Ⅱ　105
6.2.3　管段Ⅲ　105
6.3　力學模型求解　105
6.3.1　待定系數(shù)分析　105
6.3.2　待定系數(shù)求解　107
6.4　算例分析　109
6.4.1　滑坡寬度　109
6.4.2　滑坡力　110
6.4.3　管道壁厚　111
6.5　滑坡段埋地管道仿真分析　113
6.5.1　數(shù)值計算模型　113
6.5.2　滑坡床性質對管道力學影響　113
第7章　落石沖擊作用下管道力學行為　116
7.1　落石沖擊架設管道力學行為　116
7.1.1　計算模型　116
7.1.2　管道力學響應　116
7.1.3　參數(shù)分析　118
7.2　落石沖擊埋地管道力學行為　121
7.2.1　計算模型　121
7.2.2　管道屈曲過程分析　122
7.2.3　參數(shù)分析　123
第8章　采空塌陷區(qū)埋地管道力學行為　126
8.1　塌陷區(qū)管道基本特征及力學模型　126
8.1.1　塌陷區(qū)管道基本特征　126
8.1.2　塌陷區(qū)管道力學模型　127
8.2　管道力學行為　128
8.2.1　計算模型　128
8.2.2　管道力學行為　129
8.2.3　管道參數(shù)影響　131
8.2.4　圍土參數(shù)影響　136
第三部分　第三方活動
第9章　機械擠壓作用下管道力學行為　139
9.1　埋地管道凹陷行為特征　139
9.1.1　管道載荷-變形關系　139
9.1.2　內壓影響　141
9.2　外部硬物擠壓管道凹陷行為　142
9.2.1　計算模型　142
9.2.2　管道凹陷演變過程　142
9.2.3　擠壓方式影響　144
第10章　基坑開挖作用下鄰近管道力學行為　153
10.1　埋地管道變形分析　153
10.1.1　彈性地基梁的微分方程　153
10.1.2　微分方程的通解　154
10.1.3　均布載荷下的特解　156
10.1.4　三角形載荷下的特解　157
10.2　無支護基坑開挖對鄰近管道力學影響　158
10.2.1　計算模型　158
10.2.2　管道力學行為　158
10.2.3　土體參數(shù)的影響　160
10.2.4　管道參數(shù)的影響　163
10.2.5　基坑參數(shù)的影響　166
10.3　基坑支護對管道力學行為影響　167
10.3.1　計算模型　167
10.3.2　支護前后對比　168
10.3.3　支護結構厚度影響　169
10.4　基坑開挖對鄰近并行管道影響　170
10.4.1　計算模型　170
10.4.2　并行管道力學　170
10.5　支護與開挖方式對鄰近管道影響　171
10.5.1　不同支護方式　171
10.5.2　基坑開挖方式　176
第11章　懸空管道力學行為　180
11.1　管道懸空長度的影響　180
11.2　影響參數(shù)分析　184
11.2.1　管道直徑　184
11.2.2　管道壁厚　185
11.2.3　輸氣管道內壓　186
11.2.4　輸油管道流體　187
第12章　爆炸載荷下埋地管道力學行為　189
12.1　數(shù)值仿真方法　189
12.1.1　ALE算法與耦合　189
12.1.2　材料模型與參數(shù)　189
12.2　地表爆炸載荷下埋地管道力學行為　191
12.2.1　無壓管道力學行為　191
12.2.2　壓力管道力學行為　195
12.3　空中爆炸載荷下埋地管道力學行為　198
12.3.1　數(shù)值計算模型　198
12.3.2　管道力學行為　199
12.4　地下爆炸載荷下埋地管道力學行為　202
12.4.1　數(shù)值計算模型　202
12.4.2　管道力學行為　203
12.5　兩點爆炸載荷下埋地管道力學行為　206
12.5.1　數(shù)值計算模型　206
12.5.2　管道力學行為　206
第13章　地表壓載區(qū)埋地管道力學行為　210
13.1　壓載區(qū)管道力學行為　210
13.2　參數(shù)分析　211
13.2.1　地表載荷　211
13.2.2　載荷區(qū)長度　212
13.2.3　回填土彈性模量　213
13.2.4　管道內壓　214
13.2.5　管道壁厚　215
第14章　落物沖擊下海底管道力學行為　216
14.1　塊狀落物沖擊海底管道力學行為　216
14.1.1　幾何模型　216
14.1.2　基本假設　217
14.1.3　數(shù)值模型對比　217
14.1.4　計算結果　217
14.1.5　敷設條件影響　219
14.1.6　塊狀落物沖擊速度影響　223
14.1.7　塊狀落物端部形狀影響　224
14.2　梁式落物沖擊海底管道力學行為　226
14.2.1　數(shù)值計算模型　226
14.2.2　梁式落物形狀影響　228
14.2.3　梁式落物交錯沖擊影響　230
14.3　受沖擊海底管道的壓潰失效機理　232
參考文獻　234
編后記　238