文章标题:海浪载荷作用下滩海集输管道稳定性影响分析
文章作者:赵颖, 周国强, 马艳荣, 刘昱洲, 曹德国, 佟云霞
关 键 字:集输管道; 滩海环境; 海浪; 稳定性
文章摘要:
在长期波浪冲刷的作用下,滩海区域集输管道常出现局部裸露,致使海浪直接冲击管道本体,增大管道失稳风险。针对该问题,以胜利滩海海域为工程背景,构建集输管道-土体耦合三维有限元模型,分析海浪冲击对集输管道应力和形变响应的作用机理,并定量分析冲击速度、管道径厚比及管道内压等参数对结构力学行为的影响规律。主要结论如下:采用壳单元模拟管道、非线性弹簧单元表征土体特性的耦合模型,能够有效模拟滩海环境下管道的力学行为;在0.5~2.0 m/s海浪冲击速度工况下,集输管道裸露段的中部区域变形和受力最为显著;对于D76 mm×4 mm、D89 mm×8 mm、D114 mm×9 mm和D159 mm×8 mm这4种常用管道规格,管道径厚比越大,其等效应力和应变值均增大;当运行内压从1.6 MPa逐步增大到5.0 MPa时,集输管道的应力波动和形变显著加剧。研究成果可为滩海区域集输管道的安全评估和保护措施制订提供参考。