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埋地管道由于铺设在土壤中,受力状态较地上管道复杂,尤其是敷设在软地基上的管道,地基对管道承载能力差,随着时间的变化,将发生管道沉降现象。本论文在阅读大量有关埋地管道沉降应力的研究基础上,根据现场需求,针对珠海某铺设在软地基上的管道进行沉降理论研究。选取了具代表性的管段--天然气接受站管段进行现场应力测量和理论研究,并在研究的基础上提出预防事故发生的针对性措施。本研究为目前大量在建和拟建天然气输送管道的安全运行提供了试验和理论支持,本论文通过两方面进行理论分析：一是基于结构力学和弹塑性力学建立站场管线和干线管线两类管线的力学模型,运用弹性地基梁理论进行沉降分析,推导出管道在不同沉降条件下的应力分布,包括最大应力位置和应力分布情况；二是基于有限元理论进行沉降应力分析,运用有限元分析软件进行模型建立,分析在不同土质和内压等条件下管道的初始应力,推出了各影响因素对管道应力和位移的影响规律,并分析了现场管道不同沉降条件下的应力分布。
作者对天然气输配站场的管线进行了现场应力测量试验。根据现场具体状况,选取具代表性的测量点进行应力测试。在系统计划停车条件下进行初次测量,在此后的九个月时间里定期跟踪测量点管道的应力变化,并根据九个月的测量值预测管道应力变化及沉降,并利用测量结果对有限元模型进行了验证。
最后,将理论计算结果和有限元分析结果分别与现场管线的沉降进行了对比,推出管道目前处于安全状态,并提出了相应的改进措施。本文的研究方法和成果对埋地管道的安全性研究提供了很好的技术支持,能够解决实际的工程问题。