裸置海底管道侧向往复运动土抗力试验研究

唐友刚，张少洋，王臻魁，刘成义，刘旭平

(天津大学建筑工程学院天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072)



裸置海底管道侧向往复运动土抗力试验研究

唐友刚，张少洋，王臻魁，刘成义，刘旭平

(天津大学建筑工程学院天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072)

摘要:在高温高压作用下，侧向屈曲是铺设在海床上的海底管道结构失效的主要形式之一，管道在侧向屈曲过程中受到的侧向土抗力是控制管道侧向屈曲幅值的关键因素。针对管道在侧向屈曲过程中受到的侧向土抗力，实施了一系列管道在大位移往复运动过程中的管道土壤相互作用模型试验，研究了不同管道直径和不同初始沉陷深度对侧向土抗力的影响。试验结果表明，侧向土抗力与管道直径、初始沉陷深度有关;侧向土抗力随土壤隆起高度增加呈几何增长;管道在往复运动位移幅值处的侧向土抗力显著增强。

关键词:海底管线;侧向屈曲;侧向土抗力;管土相互作用;试验研究;土壤隆起高度

海底管道的安全作业是石油采集运输的重要保障。随着水深的增加，海底管道的作业环境的复杂性将大大提高，其中土壤对管道作用的不确定性最为严重。深海海底管道一般裸置于海床表面，或在安装、作业过程中产生一定沉陷。在管内高温高压作用下，裸置在海床表面的管道会发生侧向屈曲，产生侧向移动。预测土壤的阻抗力对海底管道轴向卸载的设计以及侧向屈曲的控制至关重要。……