重庆理工大学学报（自然科学）

重庆理工大学学报（自然科学） ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (3): 240-250.

• 能源动力环境 • 上一篇    

埋地管道三参量粘弹性边界地震模型及其动力响应研究

吴静波１ ，杜 强２ ，曾祥国１ ，李 伟１ ，赵清龙１   

  1. １．四川大学 建筑与环境学院，深地科学与工程教育部重点实验室；２．西南油气田分公司通信与信息技术中心
  • 发布日期:2022-04-22
  • 作者简介:吴静波，男，硕士研究生，主要从事工程结构动力学研究；曾祥国，男，博士，教 授，主要从事冲击动力学、工程材料本构关系研究

  • Published:2022-04-22

PDF (PC)

138

赞

摘要： 目前，地下工程地震模型边界普遍采用刚性边界和两参数粘弹性边界，一方面，刚性边界完全没有考虑边界上的能量交换；另一方面，两参数粘弹性边界采用的 Ｋｅｌｖｉｎ固体模型无法描述松弛特性，即不能描述岩土完整的蠕变、松弛、回复的粘弹性特性。首先，从无限域岩土介质中截取土 －结构的有限模型，并在截面的边界节点上施加 ＫｅｌｖｉｎＶｏｉｇｔ固体元件，建立三参量粘弹性人工边界，并推导了边界的法向和切向等效参数。然后，利用有限元模拟了 Ｌａｍｂ表面源问题和 Ｐ波斜入射的波动问题，得到的位移数值解与（近似）理论解吻合良好，验证了三参量粘弹性边界的有效性。最后，针对江油地区的抗震设防要求，使用校正后的 ＥＩＣｅｎｔｒｏ波作为输入载荷，建立埋地输气管道的三参量粘弹性边界地震模型，研究了地震波输入角和管道埋深对管道动态响应的影响，获得了埋地管道关键位置的动力学响应规律。提供的方法和获得的数据对埋地输气管道的抗震设计、施工和安全运营具有参考价值。

关键词: 地震载荷, 埋地输气管道, 三参量粘弹性边界, 动态响应, 数值模拟

中图分类号: 

  • O327