埋地管道的抗震设计探讨.docx

1、埋地管道的抗震设计探讨 本文由fvs8ankgbk贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 铭 谨迫 ? 物 塌 埋 地 管道 的抗 震 设 计探 讨 成 市气坷计 煤规设院 随 着我国经济建设 的飞速发展 ，燃气 作 为经 济、方便 、卫生 、快速的 能源结构 进 入我国人 民的千家万户 ，因此 ，燃气管 道 的建设也 势在 必行 而从 气源点至市区 以及市 区内 的燃气棺 配管道遭 受地震时 将怎 样受到 地震破 坏？本 文拟 对诙问题 进 行讨 论 从而对 成都 市埋地管道 的抗震 设 计提 出几点意见 。 一 尸 力 ，在此应 力作 用

2、下管道就 可能遭受城 埒 ， ： 管 道 破 坏 主 要 是 由 于 地 基 土 的 变 形 所 造 戚 的 ，因为管道 的刚度 与地基 土的刚鹾相比 是 很 小的 它在地 震时跟 随地基 一起至 形 ， 地基 土 变 形 愈 大 的 地 方 ， 管道 游 坏 三 愈 严重 。 由 于 以上 原 匿 遥 嚣 我们 儡 定 管 道 承 受 与 地 基 土 同样 的 纵 匈和 横 ? 句 篷形 、 地震对埋地管道 的危害 若 地震 时地 面运动是杂 弦形 面弹 性波， 即 ： 埋 地管道的地震 破坏 一殷 有两种 ：一 种 是由于地震的 土壤结构 严重磷 坏，失 去 整体 性及 连续性 ，如 山崩

3、 、地裂 、断层错 动、岸坡 滑动和砂 土液化等 另一种 是 由 于地震 波在土壤 中传 播 ，起 土壤变形 夹裹管道产 生过 大变形而 损坏，这时土壤 并未失去整体性和连 续性 。对 于前者应 在 规划 、工程选线时考虑 ，尽 可能避 开这 些 场 地 否则应从管道 结构 上给予必 要的 抗 。 一 ）一 ? ， 其中 ：地 面 趋 萄 曲 值 蒋 振 褫 ， ：水 平 距 谣 ： ：地震 捩的玻长 ； ： 地面 运 动 的 匿寄 周 期 而 其中 ：地震波 波为 ，潢波 为 、 纵 的传 播速度 。 震 措旃 。对于后者 臣涉 及面广 是我宙 了 专门研究 的课 题 。 在历次大 地震 中

4、 ，埋地管道 经常遗 到 将（ 式对对 问 二次檄分 后得 ： 丁 。 ！ 不 同程 度的破坏 ，美国 、 日本 以及 鼗国 均 有由 于地震而导致 埋地管道 发生破坏的 记 载 ，因此 对于埋地 管道 的震害问题必须 予 以重视 并加以研究 。 一 （ 一） 。 一 ：一 一 （ 下卜 一 、埋地管道的抗震 计算 实 际材 料表明 当发生 强烈地震时 若管道 轴线 方向恰好 和 地震波的 扩展 方向 重合 管道 上便会 出现一个特 别强烈的应 式中 ：一 ） 。（ 式中 ：以重力加速度 为单 的 矗 ； 太 加速度 ，又稼 地震分数 。 镞据国外 赛 贸料 一殷 在管道埋深 超 过 地 面

5、融 米 范 围 内 ， 地 震 加 速 度 加速度值 。 从式（ 、式（ 可知，纵 向和横向的 ） 坤 应 变为： 一 仿的 变化不显著 因此可以近 似鬻剐地面 一 ， ） 横向； 一 丽 。“ 一 另 外 ， 从 式 （） 中知 道 地 基 士 的 运 两 建度 为： 纵向 ， 亍。“ 。 一 横向 。 一 一 从式（ 式（ 中得知 ； ） ） 一 按照上述假定 ，地震对管 道的作用就 是将上述应变 加到 管道 上去，从 而使管道 内产 生附加的地震应 力 一 轴 匝 向 力 一 ” 剪切应力 ： 。 式中 ：管村的 弹性模 量 ； ：管村的剪切模 量 。 一 一） 用 式（ 即可初步计算管

6、道所 受的最大 轴 向瘦 力和 最大剪切应力 。 式 中 和 为地基土的纵 波和横渡的 传播速度 ，各类地基 土的 固有周 期和 纵 波速度 离 散性很大 ，如 表 示。横渡 所 从 式（ 可以求得如 下的 最大 应 力： ） 最 大轴向应力 ： ： “ 默 剪 切 速度 大约 等于 。 表 、 各 类 地基 土 的 固 有周 期 和 纵 渡 速 度 地基士娄别 固有周期 、秒 纵被速 度 米 秒 儿 】 帅 我国的七 、八 、九度 地震 分数如 表 地震 烈 度 成都市地震 烈度 为 七度 。 由上述数据可计算 出 各类 道可能受 管 到的 最大地震应 力 ，表 出了七度地震 列 情况 的管

7、道地震应 力 。 地震 分数 表 、七度地 震时管遵 受到 的最大 地震应力 （ ） 蕾 村 慵饿售 膏 齄 土蕾 睢 弹 性懂量 日 。 日 【垂 蕞 土 口 （ （ ， 口 ， 羹基 地土 【 柚 口 ， ” 基呐土 邮 ） ， 一 口 ） 口 臂进 陇执褂鹿 各类基地土的纵 波和 横波谜度，艟基 地土的 台水量 颗粒大 小、密度等因素有 很大 的商散性 。 度不足，但实质上却取 决 于材料 曲极限应 变，表 列出各种管树 楹 限应变妁效量级 。 表 、各类管材的极 限应 变 （ ） 管 材钢 管 塑料 管 铸铁管 以上 的分析和 实践都指出 。地震爨度 、 地基土 类别 、管 材 、连接

8、形 式等 都是 影 自 管道破坏 的 因素 表现 形式有管道拔 出 裂缝 、破裂 、压缩 变形 等等。 灾害试验表 呀， 在软弱地基土或严重 不均 匀的地基土管道 破坏比较 严重，反 之 则较轻 同一烈 度的 两地， 由于地基 土 的 差异和地 质樗 造不 同 可使破 坏程度相差 倍之多， 因此说 呀地 基土的好坏 对管道 破 极 限应变 】 根 据计算， 类地基土 七度至丸度 地 震的应 变一殷远 小于 】 的敦量级， 因此锕 管和塑料彗在九 度 地震 时一般不 会 被 拉断 。但 钢管容易镑 蚀， 使用年久易坏 破 坏多 在焊 缝处或弯头 处 。因此，做好钢 坏的影 响比烈度 的影 响大得

9、多 不同的 管材 由于极 限应变不同，抗御 地震 的能力就有很大 的不周 。前面说 过 ， 管的 防腐工作是地震 区抗 震的重要措旖 。 而从抗 震角度来看，塑 料 管的发展是太 有 前途 的 。 从管道破坏 的情况 看 来，接 口的形式 对管道 的震害有显著髟 响， 一般来说柔性 管道的 破坏主要是管 道无 法抗御 土壤传 来 的振动应交， 因此 材料破坏 虽然表现 为强 接 口对尉性接 口的抗震性能船 。 综土所述 ： 类 地基 土的埋地管道从 七度 便 要考 虑 抗 震 设 跨 ； 类 地基 土 且地 其 中塔子山易出现 失稳滑坡 。成 都市土质 以亚粘 土为主 由于 亚粘土具有胀 缩性

10、 易 出 现 不同 程 疫 的 地 裂 缝 。 质构 造 良 的情况 下，埋 地管道可从九度 好 开始 抗震设 防 ； 类地基土 即使在九度情 况 下 也可不必 抗震 设跨。 成都地 区 目前所 用的输气 、输配管道 多为无 缝钢管 钢 管的抗震 性能很好，但 要作 好管道 防窟 处理 其薄弱环节在于焊 缝处， 只要加 强与其 它设备连接处的防震 为了成都市在遭 受地震时 ，城 市燃 气 系统能 够不受损 失或 少受损失 在对现有 设旅进 行抗震加 目的 同时，对新设计的埋 地管道 中要注意 以下 几个 问题 ： 、设 计中首先 要注意 埋地管道的防 腐 。防庸处理得好 ，管道 可 较长 地具

11、有抗 御 地震 前能力 、根据 塑料管的极 限应变 （ ） ， 表 建议 埋 地管道多 采用塑料管 。 、 据管道 管径 越小 ，地震 载荷越 根 大 的规 律 建议燃气 系统主要干 、支管管 径宜 大于 或等于 庭院 管管 径直大 于 ； 或等 于蜊 。 、为 了适应 地震 时新发生 的非 综性 地基 变动，管道每黼适 当 的问距 宜设 可 伸缩 的接头 。当地基发 生变化 时，重要管 道 的 三遁、四通 附近 ，竖 管或机植连接部 措旖 豫震破坏 的可蘸性将会太大 下降。 三，埋地管道 的抗震设 计 成都市是全 国抗震 防灾 的重 点设防城 市之一，基本 烈度 为 ，地基土类别多 度 为

12、、级 故 埋地管道设计 时必须考虑 抗震设防。 威每市区位 于成都蛐 陷盆 地东 部边缀 构造带，东北 面及 西南面分别有彭县大 邑一 当山、蒲江 新 津一成都两处路伏断 裂 带 。盛都市 区及 其附近不存在震 源 ，主 要是受曦邻 区强震 的影 响，地震 时可能出 现 五种 蕞 坏现 象 ： 位 等处 ，均宜设置 既具有伸缩 性又具有柔 性的 耐震接头 。 、当遇到松 驰 的细砂 地基 嘘具有 较高 地下水位的细 砂地基 时，为增大地基 的承 载鳇力 ，需傲 提凝 土基 础或打桩基础 。 地面上产生裂缝 ； 局 部 出现 砂 土 液化 ； 局部地 面下沉 ； 小范围 内 出现 滑坡 、局部

13、滑坡 一般 发生在软弱 地基 处 和断裂 带走 向一致的地蕊错移裂缝 。 为防 止管道 因滑坡 而产 生 的损 坏 ，宜 在相 以上五种磺 坏现象加上地震时的地基 变形 ，糌会对埋 地管道造成地震应力 ，在 此应力作用下 管道 可能遭 受破坏 。 韫据成都 市地质 、地震 资料 可知 本 市西部属一缓阶 地 ，可麓出觋 易液化区域 东部属二 、三级 阶地 ，易 出现地 面裂 缝 隔适 当的闽距设置 可伸缩 的接头 。 1本文由fvs8ankgbk贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 铭 谨迫 ? 物 塌 埋 地 管道 的抗 震 设 计探 讨

14、 成 市气坷计 煤规设院 随 着我国经济建设 的飞速发展 ，燃气 作 为经 济、方便 、卫生 、快速的 能源结构 进 入我国人 民的千家万户 ，因此 ，燃气管 道 的建设也 势在 必行 而从 气源点至市区 以及市 区内 的燃气棺 配管道遭 受地震时 将怎 样受到 地震破 坏？本 文拟 对诙问题 进 行讨 论 从而对 成都 市埋地管道 的抗震 设 计提 出几点意见 。 一 尸 力 ，在此应 力作 用下管道就 可能遭受城 埒 ， ： 管 道 破 坏 主 要 是 由 于 地 基 土 的 变 形 所 造 戚 的 ，因为管道 的刚度 与地基 土的刚鹾相比 是 很 小的 它在地 震时跟 随地基 一起至 形

15、 ， 地基 土 变 形 愈 大 的 地 方 ， 管道 游 坏 三 愈 严重 。 由 于 以上 原 匿 遥 嚣 我们 儡 定 管 道 承 受 与 地 基 土 同样 的 纵 匈和 横 ? 句 篷形 、 地震对埋地管道 的危害 若 地震 时地 面运动是杂 弦形 面弹 性波， 即 ： 埋 地管道的地震 破坏 一殷 有两种 ：一 种 是由于地震的 土壤结构 严重磷 坏，失 去 整体 性及 连续性 ，如 山崩 、地裂 、断层错 动、岸坡 滑动和砂 土液化等 另一种 是 由 于地震 波在土壤 中传 播 ，起 土壤变形 夹裹管道产 生过 大变形而 损坏，这时土壤 并未失去整体性和连 续性 。对 于前者应 在

16、规划 、工程选线时考虑 ，尽 可能避 开这 些 场 地 否则应从管道 结构 上给予必 要的 抗 。 一 ）一 ? ， 其中 ：地 面 趋 萄 曲 值 蒋 振 褫 ， ：水 平 距 谣 ： ：地震 捩的玻长 ； ： 地面 运 动 的 匿寄 周 期 而 其中 ：地震波 波为 ，潢波 为 、 纵 的传 播速度 。 震 措旃 。对于后者 臣涉 及面广 是我宙 了 专门研究 的课 题 。 在历次大 地震 中 ，埋地管道 经常遗 到 将（ 式对对 问 二次檄分 后得 ： 丁 。 ！ 不 同程 度的破坏 ，美国 、 日本 以及 鼗国 均 有由 于地震而导致 埋地管道 发生破坏的 记 载 ，因此 对于埋地 管

17、道 的震害问题必须 予 以重视 并加以研究 。 一 （ 一） 。 一 ：一 一 （ 下卜 一 、埋地管道的抗震 计算 实 际材 料表明 当发生 强烈地震时 若管道 轴线 方向恰好 和 地震波的 扩展 方向 重合 管道 上便会 出现一个特 别强烈的应 式中 ：一 ） 。（ 式中 ：以重力加速度 为单 的 矗 ； 太 加速度 ，又稼 地震分数 。 镞据国外 赛 贸料 一殷 在管道埋深 超 过 地 面 融 米 范 围 内 ， 地 震 加 速 度 加速度值 。 从式（ 、式（ 可知，纵 向和横向的 ） 坤 应 变为： 一 仿的 变化不显著 因此可以近 似鬻剐地面 一 ， ） 横向； 一 丽 。“ 一

18、另 外 ， 从 式 （） 中知 道 地 基 士 的 运 两 建度 为： 纵向 ， 亍。“ 。 一 横向 。 一 一 从式（ 式（ 中得知 ； ） ） 一 按照上述假定 ，地震对管 道的作用就 是将上述应变 加到 管道 上去，从 而使管道 内产 生附加的地震应 力 一 轴 匝 向 力 一 ” 剪切应力 ： 。 式中 ：管村的 弹性模 量 ； ：管村的剪切模 量 。 一 一） 用 式（ 即可初步计算管道所 受的最大 轴 向瘦 力和 最大剪切应力 。 式 中 和 为地基土的纵 波和横渡的 传播速度 ，各类地基 土的 固有周 期和 纵 波速度 离 散性很大 ，如 表 示。横渡 所 从 式（ 可以求得如

19、 下的 最大 应 力： ） 最 大轴向应力 ： ： “ 默 剪 切 速度 大约 等于 。 表 、 各 类 地基 土 的 固 有周 期 和 纵 渡 速 度 地基士娄别 固有周期 、秒 纵被速 度 米 秒 儿 】 帅 我国的七 、八 、九度 地震 分数如 表 地震 烈 度 成都市地震 烈度 为 七度 。 由上述数据可计算 出 各类 道可能受 管 到的 最大地震应 力 ，表 出了七度地震 列 情况 的管道地震应 力 。 地震 分数 表 、七度地 震时管遵 受到 的最大 地震应力 （ ） 蕾 村 慵饿售 膏 齄 土蕾 睢 弹 性懂量 日 。 日 【垂 蕞 土 口 （ （ ， 口 ， 羹基 地土 【 柚

20、 口 ， ” 基呐土 邮 ） ， 一 口 ） 口 臂进 陇执褂鹿 各类基地土的纵 波和 横波谜度，艟基 地土的 台水量 颗粒大 小、密度等因素有 很大 的商散性 。 度不足，但实质上却取 决 于材料 曲极限应 变，表 列出各种管树 楹 限应变妁效量级 。 表 、各类管材的极 限应 变 （ ） 管 材钢 管 塑料 管 铸铁管 以上 的分析和 实践都指出 。地震爨度 、 地基土 类别 、管 材 、连接形 式等 都是 影 自 管道破坏 的 因素 表现 形式有管道拔 出 裂缝 、破裂 、压缩 变形 等等。 灾害试验表 呀， 在软弱地基土或严重 不均 匀的地基土管道 破坏比较 严重，反 之 则较轻 同一

21、烈 度的 两地， 由于地基 土 的 差异和地 质樗 造不 同 可使破 坏程度相差 倍之多， 因此说 呀地 基土的好坏 对管道 破 极 限应变 】 根 据计算， 类地基土 七度至丸度 地 震的应 变一殷远 小于 】 的敦量级， 因此锕 管和塑料彗在九 度 地震 时一般不 会 被 拉断 。但 钢管容易镑 蚀， 使用年久易坏 破 坏多 在焊 缝处或弯头 处 。因此，做好钢 坏的影 响比烈度 的影 响大得多 不同的 管材 由于极 限应变不同，抗御 地震 的能力就有很大 的不周 。前面说 过 ， 管的 防腐工作是地震 区抗 震的重要措旖 。 而从抗 震角度来看，塑 料 管的发展是太 有 前途 的 。 从

22、管道破坏 的情况 看 来，接 口的形式 对管道 的震害有显著髟 响， 一般来说柔性 管道的 破坏主要是管 道无 法抗御 土壤传 来 的振动应交， 因此 材料破坏 虽然表现 为强 接 口对尉性接 口的抗震性能船 。 综土所述 ： 类 地基 土的埋地管道从 七度 便 要考 虑 抗 震 设 跨 ； 类 地基 土 且地 其 中塔子山易出现 失稳滑坡 。成 都市土质 以亚粘 土为主 由于 亚粘土具有胀 缩性 易 出 现 不同 程 疫 的 地 裂 缝 。 质构 造 良 的情况 下，埋 地管道可从九度 好 开始 抗震设 防 ； 类地基土 即使在九度情 况 下 也可不必 抗震 设跨。 成都地 区 目前所 用的输气 、输配管道 多为无 缝钢管 钢 管的抗震 性能很好，但 要作 好管道 防窟 处理 其薄弱环节在于