土体力学性质对输气管道穿越地震断层的影响分析

张立松，张士岩，闫相祯，曹宇光

（1.山东省油气储运安全省级重点实验室青岛市环海油气储运技术重点实验室，山东 青岛 266580；2．中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580）

土体力学性质对输气管道穿越地震断层的影响分析

张立松1，2，张士岩2，闫相祯2，曹宇光2

（1.山东省油气储运安全省级重点实验室青岛市环海油气储运技术重点实验室，山东 青岛 266580；2．中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580）

为获取土体力学性质对输气管道应变行为的影响，给出等效边界弹簧设置在管道弹塑性变形段的本构关系，并据此建立考虑等效边界弹簧的输气管道穿越地震断层壳-接触有限元模型。利用该有限元模型，分析地震断层作用下土体力学性质对输气管道受拉侧和受压侧最大轴向应变的影响规律。结果表明：在较小的断层位移下，土体弹性模量和内摩擦角对最大轴向应变有较大影响；随着断层位移的增大，土体弹性模量和内摩擦角对最大轴向应变的影响降低。无论较小断层位移还是较大断层位移，土体内聚力对输气管道最大轴向应变的影响均较小。

输气管道；地震断层；土体力学性质；等效边界弹簧；壳-接触模型

0 引言

国内西气东输、川气东送、新粤浙等大型输气管线项目的不断建设，使得X70、X80钢级的大口径输气管道大量应用。由于长距离输气管道不可避免地穿越地质灾害区，特别是地震断层区，使得地震断层作用下的输气管道安全评价成为工程设计的关键问题[1-3]。……