开采沉陷区管道的应力分析方法

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• 作者：帅健王晓霖
• 会议时间：2011-04-01
• 关键词：石油工程 ; 地下管道 ; 开采沉陷 ; 应力分析 ; 计算方法
• 作者单位：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京102249
• 母体文献：第二届中国管道完整性管理技术交流暨标准宣贯大会论文集
• 会议名称：第二届中国管道完整性管理技术交流暨标准宣贯大会
• 会议地点：深圳
• 主办单位：中国石油学会
• 语种：chi
• 分类号：TD8;TU4

摘要

开采沉陷引发地表运动,导致埋地管道变形或破坏.采用概率积分法预测沉陷区地表移动,以地表变形曲线描述管道的空间弯曲变形.考虑管土间的复杂摩擦作用和管材非线性本构关系等因素,推导了管道物理伸长的基本方程,其中考虑了内压和温度变化的影响.提出了基于管道物理伸长和几何变形间的协调关系,迭代求解管道轴心应力和应变的计算方法.实例计算了开采走向正上方和斜穿沉陷区埋地管道的应变和应力分布,结果表明管土间的摩擦力造成管道拉、压变形,分析了开采参数、管道参数以及回填土性质等对管道的变形和应力影响作用.计算结果与有限元方法对比,结果吻合,表明本文提出的计算方法可以用于开采沉陷区埋地管道的应力计算.