输气管道沉降变形的监测与应力分布研究

论文摘要

管道输送是天然气的主要运输方式之一,受工程实际、地质条件的限制,许多管道敷设在软土地基中,由于软土地基承载力低,承载后变形大,容易致使敷设在其上的管道由于不均匀沉降而遭到破坏。鉴于此,本文对天然气管道在不均匀沉降下的受力特性进行了实地监测与试验研究。首先,从试验角度,针对某敷设在软土地基上的天然气阀室管道,通过现场监测管道关键部位应力水平的变化趋势及沉降情况,获得了大量的试验数据。为综合分析沉降作用对管道应力的影响提供了有力的支持。其次,本文在阅读大量有关管道应力分析与沉降理论研究的基础上,对不均匀沉降下管道受力计算公式以及CAESAR II在进行埋地管道应力计算时的原理进行了探讨。应用CAESAR II分析了阀室整体管系应力水平,并重点探讨在不同土壤类型、不同沉降组合的变化规律。最后,结合试验数据、理论计算及软件分析结果对管系的应力水平及沉降情况进行了综合分析并提出了相应的改进措施。同时针对本文的研究对象及管道工程的特点,从设计与施工、生产运营角度提出了管道防护的具体措施。本文分析成果可为进一步研究天然气管道在不均匀沉降下的受力特性问题提供一定理论依据和技术支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 天然气管道工程概述
• 1.2.2 天然气管道应力分析方法现状
• 1.2.3 天然气管道应力监测技术运用现状
• 1.2.4 不均匀沉降下管道应力分析介绍
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 研究内容及方法
• 第二章 天然气管道现场应力测试
• 2.1 现场基本情况
• 2.1.1 环境介绍
• 2.1.2 试验对象
• 2.2 试验方案
• 2.3 试验步骤
• 2.4 试验数据处理
• 2.4.1 误差分析与数据修正
• 2.4.2 测试数据处理与分析
• 2.4 沉降测试
• 2.5 本章小结
• 第三章 CAESAR Ⅱ 模拟计算管道应力分布
• 3.1 CAESAR Ⅱ 软件建模分析介绍
• 3.1.1 管系建模
• 3.1.2 分析计算
• 3.1.3 计算结果分析及校核
• 3.1.4 CAESAR Ⅱ 埋地管计算原理
• 3.2 管系应力分析
• 3.2.1 模型建立
• 3.2.2 静力计算
• 3.2.3 结果分析与校核
• 3.3 多种因素影响下管道的受力特性
• 3.3.1 内压和温度影响
• 3.3.2 不均匀沉降影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 综合分析
• 4.1 应力综合分析
• 4.2 沉降综合分析
• 4.3 防护具体措施及意见
• 4.3.1 设计与施工
• 4.3.2 生产运营
• 4.4 本章小结
• 结论及建议
• 结论
• 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附件