基于线性强化模型的沉陷区埋地钢质管道应变解析计算方法

摘要

采空沉陷是中国长输油气管道面临的一种主要地质灾害形式.在采空沉陷作用下,管道会受到拉伸和弯曲的组合作用,从而引发管道失效.针对此,本文基于弹塑性力学基本理论,考虑管材非线性,提出了一种采空区埋地钢质管道的应变解析计算模型.模型采用概率积分法进行采空区地表位移的预测,基于有限元数值结果给出管道弯曲应变的简化计算方法.通过准确考虑管土轴向摩擦行为,给出了采空沉陷区管道轴心应变的准确计算方法.最终通过4组不同的采空工况数据,使用有限元模型结果与本方法结果进行对比分析,验证了本方法在管材弹性和弹塑性变形情况下均能准确得到管道内的轴向应变.该方法为采空沉陷区管道基于应变的安全评估与维护提供了参考.