地下管道抗震分析及震害预测研究—以靖咸输油管线耀县至咸阳段为例

摘要

该文从实际出发,以靖咸输油管线耀县至咸阳段为例,对地震直接作用下即地震波和断层错动作用下的地下管道抗震和震害预测分别进行了研究.首先,从地震工程地质分析入手,阐述了管道所经地带的地震地质背景,对管道场地的地震危险性以及土层反应进行了分析与计算.在分析和总结前人研究成果的基础上,提出了地震波作用下管道抗震分析方法——运动-变形分析法,运用振动理论、波动理论以及抗震动力学理论建立了管道分析模型,推导了管道运动方程,与拟静力分析相结合,求出了地震波作用下管道的动应力(变)公式.并用实例进行验算,与目前国内外的方法比较,证明了该方法的可行性.同晨,还考虑了地震波入射角、场地剪切波速和管道几何参数等因素对管道动应力的影响.其次,在断层错动作用下管道的抗震分析方面,采用与大变形理论相联系的静态分析方法,建立了类似于Kennedy的跨断层管道计算模型,根据摩擦系数、回填土重度、断层倾角以及断层错动量等因素对管道轴向应变的影响.最后,在震害预测方面,通过对地下管道的致灾效应、震害特点以及成灾原因的深入分析,在场地地震危险性概率分析的基础上,应用概率论、系统论的方法和可靠性原理,提出了一种地下管道的震害预测方法——多因素综合概率法,并运用该方法所建立的模型对靖咸输油管线耀县至咸阳段的震害预测进行了定量的分析.

目录

文摘

英文文摘

绪论

0.1研究的目的和意义

0.2地下管道抗震及震害预测的研究发展及现状

0.2.1地下管道抗震研究

0.2.2地下管道震害预测研究

0.3本文研究思路及主要内容

0.3.1研究思路

0.3.2本文研究的主要内容

第一章 管道场地的区域及近场地震地质概况

1.1管道所经地带地震构造特征

1.1.1区域大地构造环境

1.1.2近场区主要活动断裂

1.2地震活动性分析

1.2.1各地震带的地震活动性特征和趋势

1.2.2未来强震对管道所经地带的影响

第二章 管道场地地震危险性分析

2.1潜在震源区的划分

2.1.1划分潜在震源的原则及方法

2.1.2各潜在震源区的划分

2.2地震活动性参数的确定

2.2.1确定参数的原则及方法

2.2.2地震活动性参数的确定

2.3地震动衰减关系的确定

2.4地震危险性概率计算分析

2.4.1计算分析原理

2.4.2不确定性校正

2.4.3地震危险性概率计算分析结果

第三章 管道场地地震反应分析

3.1基岩人造加速度时程的合成

3.1.1合成波的方法原理

3.1.2合成参数的确定

3.1.3人造波合成结果

3.2场地土层土动力参数的确定

3.2.1剪切波速的测定

3.2.2土的非线性动力性能及其测定

3.3场地土层地震动力反应计算

3.3.1计算模型

3.3.2计算步骤

3.3.3地震动反应分析结果

第四章 地震波作用下地下管道的抗震分析与研究

4.1概述

4.2目前国内外常用的几种管道抗震分析法

4.2.1拟静力近似分析法

4.2.2反应位移法(日本)

4.2.3抗震规范法

4.3运动-变形分析法

4.3.1运动-变形分析模型

4.3.2管道运动方程的建立

4.3.3管土间相互作用系数的确定

4.3.4管道应力应变的求取

4.4实例分析研究

第五章 断层错动作用下地下管道的抗震分析与研究

5.1断层错动对地下管道的影响分析

5.2断层错动对管道的错动量分析

5.2.1断层未来发震时引起的地表错动量分析

5.2.2断裂缓慢蠕动引起的累积位移量分析

5.3断层错动作用下地下管道的反应分析

5.3.1断层作用下管道的变形分析模型

5.3.2管道的滑动和管土间的摩擦力

5.3.3管道的滑动长度(L)及变形量(△L)分析

5.4计算实例

5.4.1断裂引起的地表位错量计算

5.4.2各因素对管道轴向应变的影响

第六章 地下管道的震害预测研究

6.1概述

6.2地下管道系统的致灾效应分析

6.3地下管道系统的震害及原因分析

6.3.1地下管道的震害特点

6.3.2地下管道系统的成灾原因

6.4地下管道系统的震害预测——多因素综合概率法

6.4.1地下管道系统的结构模型

6.4.2管段的震害预测及失效概率模型

6.4.3管道系统的可靠性分析模型

6.5实例分析

结论及问题

参考文献

致谢