Rayleigh波作用下埋地连续管道地震响应分析

摘要

以长距离运输油气管线为对象,研究埋地连续管道在Rayleigh波作用下的地震响应.采用Timoshenko梁单元模型离散钢质连续管道,管-土相互作用效应通过弹塑性土弹簧进行模拟,建立管-土系统有限元模型,并通过近似解析解验证管-土相互作用有限元模型的可靠性.考虑Raleigh波的频散特性并模拟其传播过程,同时考虑管道惯性,实现完整的动力分析.从Rayleigh波特性、场地条件、回填土类型、管道埋深与表面粗糙度多个方面分析相关参数对管道轴向应变响应的影响.数值计算结果表明,Rayleigh波的特征(周期和速度幅值)以及场地的几何和物理条件对管道动力响应均有显著影响.