地质灾害下油气管道安全可靠性

目录
1 管道地质灾害研究概况 1
1.1 滑坡 1
1.1.1 管道滑坡分类及力学分析 2
1.1.2 监测与防治 4
1.1.3 油气管道腐蚀 5
1.2 水毁 6
1.2.1 管道悬空 7
1.2.2 管道水毁 9
1.2.3 黄土湿陷 10
1.2.4 管道治理加固 12
1.3 崩塌 12
1.3.1 力学行为 13
1.3.2 可靠性 15
1.3.3 防治减灾 16
1.4 泥石流 17
1.4.1 冲击作用 17
1.4.2 数值模拟 18
参考文献 19
2 滑坡 26
2.1 滑坡管道力学分析 26
2.1.1 滑坡 26
2.1.2 管道 28
2.1.3 管道作用力分析 33
2.1.4 管-土作用模型 37
2.2 横向滑坡作用下管道数值计算模型 40
2.2.1 非缺陷管道 40
2.2.2 带腐蚀管道 43
2.3 非缺陷管道承受滑坡作用长度分析 44
2.3.1 兰成渝成品油管道X52横穿滑坡 44
2.3.2 中贵天然气管道X80横穿滑坡 51
2.4 径厚比和管材对管道承受滑坡长度影响 57
2.4.1 不同径厚比与不同管材 57
2.4.2 不同径厚比与相同管材 57
2.4.3 相同径厚比与不同管材 59
2.5 带腐蚀缺陷管道承受横穿滑坡作用长度分析 59
2.5.1 输油管道 59
2.5.2 输气管道 62
2.5.3 数值拟合 62
2.6 管道可靠性极限状态方程 63
2.6.1 结构可靠性及功能函数 63
2.6.2 变量随机性 64
2.6.3 非缺陷管承受横穿滑坡作用长度公式 65
2.6.4 缺陷管道承受横穿滑坡作用长度公式 66
2.6.5 管道安全评价极限状态方程 67
2.6.6 横穿滑坡作用下可靠度 68
参考文献 69
3 水毁 71
3.1 悬空管道力学建模 71
3.1.1 黄土湿陷 71
3.1.2 水毁 72
3.2 非缺陷悬空管道有限元分析 73
3.2.1 数值计算模型 73
3.2.2 局部完全悬空管道 75
3.3 带腐蚀缺陷悬空管道极限长度分析 80
3.3.1 数值计算模型 80
3.3.2 腐蚀坑位于悬空管道跨中 81
3.3.3 腐蚀坑位于悬空管道管端 108
3.4 黄土湿陷管道力学行为 121
3.4.1 管道模型 121
3.4.2 黄土湿陷作用 123
3.5 悬空管道可靠性极限状态方程 128
3.5.1 非缺陷管道 129
3.5.2 腐蚀管道 132
3.6 悬空管道加固 137
3.6.1 管道水毁常用防治方法 137
3.6.2 碳纤维材料加固 138
3.6.3 两类桥梁型加固 140
参考文献 142
4 崩塌 144
4.1 管道力学分析 145
4.1.1 管道下方 145
4.1.2 管道上方 145
4.1.3 管道侧方 146
4.2 正常工况下埋地管道应力分析 148
4.2.1 覆土应力 148
4.2.2 温差应力、残余应力、振动应力 150
4.2.3 管内油气作用 151
4.3 崩塌作用下埋地管道应力分析 153
4.3.1 管道内力 153
4.3.2 管道强度 155
4.4 准静态模拟 157
4.4.1 数值计算模型 157
4.4.2 兰成渝成品管道失效规律 158
4.4.3 失效数学模型 161
4.5 动态模拟 165
4.5.1 数值计算模型 165
4.5.2 响应分析 165
4.6 可靠性极限状态方程 172
4.6.1 结构可靠性 172
4.6.2 随机变量确定及其分布形态 173
4.6.3 中贵天然气管道不同埋深管段极限状态方程 175
4.7 灾害防治 175
4.7.1 概述 175
4.7.2 危岩加固 176
4.7.3 危岩清除 178
4.7.4 边坡排水 179
4.8 管道加固措施 179
4.8.1 危岩监测预警 179
4.8.2 危岩拦截 180
4.8.3 管线绕避 184
4.9 柔性防护系统仿真模拟 184
4.9.1 材料选择及数值计算模型 184
4.9.2 数值计算结果对比及分析 185
参考文献 188
5 泥石流 189
5.1 管道力学分析 189
5.1.1 在内压和侧压下屈曲 190
5.1.2 在浆体静载作用下 190
5.1.3 在块石冲击下 191
5.2 对管道冲击作用数值计算模型 192
5.2.1 模型参数 192
5.2.2 边界条件 192
5.2.3 流体物理性质 192
5.3 冲击宽度和冲击角度对管道影响 193
5.3.1 裸露管道 193
5.3.2 埋地管道 194
5.4 流速和块石粒径对管道影响 195
5.4.1 裸露管道 195
5.4.2 埋地管道 200
5.5 管道埋深影响 208
5.6 管道安全可靠性 210
5.6.1 随机变量确定 210
5.6.2 极限状态方程 212
5.7 管道加固 212
5.7.1 隔离加固 213
5.7.2 支撑加固 213
5.7.3 土体加固 216
5.7.4 维护加固 218
5.7.5 其他方法 218
参考文献 218
6 管道易损性 219
6.1 基于性能的地震工程概率决策方法与地震易损性分析 223
6.2 基于自然灾害的管网易损性 226
6.2.1 曲线建立 226
6.2.2 管网的自然灾害易损性 228
6.2.3 管网概率自然灾害风险 229
6.2.4 管道受灾力学行为 232
6.3 管道的概率需求分析方法 240
6.3.1 需求模型 241
6.3.2 需求分析过程 242
6.3.3 结构非线性地震反应 243
6.3.4 分析结果 245
6.4 管道的概率抗震能力分析法 246
6.4.1 管道抗震能力分析准备 247
6.4.2 能力模型 263
6.4.3 分析过程 264
6.4.4 分析结果 264
6.4.5 抗震能力与地震需求离散程度相对关系对易损性分析影响 266
6.5 地震易损性分析实际应用 268
6.5.1 基本情况 268
6.5.2 管道模型和地震动随机性 268
6.5.3 需求分析 274
6.5.4 能力分析 279
6.5.5 易损性 281
参考文献 285
7 管道耐久性 288
7.1 管道耐久性分析 289
7.1.1 耐久性 289
7.1.2 应力载荷-时间历程 292
7.2 寿命预测方法 317
7.2.1 腐蚀缺陷寿命预测 317
7.2.2 疲劳开裂寿命预测 321
7.2.3 损伤度评估与经济寿命预测 331
7.3 经济寿命评估 332
7.3.1 影响因素 333
7.3.2 计算原理 336
7.3.3 经济寿命计算 337
7.4 未确知模型理论与指标体系分析 341
7.4.1 未确知数学 341
7.4.2 管道耐久性评估中的不确定性 345
7.4.3 管道耐久性评估指标体系 345
7.5 未确知评估模型 350
7.5.1 基本思想 350
7.5.2 未确知测度评估模型 351
7.5.3 管道未确知评估模型 353
参考文献 354