基于离散元与有限元耦合的滑坡作用下输气管道动力响应分析

摘要：

油气长输管道输送距离长,途径地形地貌复杂多样,沿途地质灾害频发对油气管道的安全输送造成严重威胁与破坏.以联络线输气管道横向滑坡为例,通过离散元与有限元(discrete element method-finite element method,DEM-FEM)单向耦合方式,对管道进行滑坡作用下的动力响应分析.首先,通过EDEM离散元软件模拟滑坡过程中土体颗粒对管道的动态冲击过程,分析在滑坡过程中土体颗粒与管道的接触变化以及受力变化;其次,将管道所受最大滑坡推力作为荷载导入ANSYS中,模拟得到在滑坡及内压协同作用下管道的应力和位移分布;最后,将模拟结果与线上监测数据进行对比.结果表明:由离散元模拟得到滑坡作用下输气管道受力时程变化曲线,在第3秒管道受到的滑坡推力最大,将其导入有限元中模拟得到滑坡段管道等效应力、剪切应力与位移分布云图,将等效应力与实际监测数据进行对比,计算得到相对误差在7.30％以内,因此表明该模型具有一定的可靠性.

关键词：输气管道、滑坡、离散元、耦合、动力响应

所属期刊栏目：22

分类号：TE88(石油、天然气储存与运输)

资助基金：国家自然科学基金512101105

在线出版日期：2022-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：3518-3524