纯内压作用单缺陷腐蚀海底管道安全分析研究

通过载荷抗力系数法和许用应力设计法,对腐蚀海底管道强度进行评估,以两种方法对挪威船级社的DNV规范[1]的案例进行计算,评估纯内压载荷下的海底管道工作的安全性;在此基础上将海底管道视为弹塑性材料,对受压腐蚀海底管道通过ABAQUS进行有限元模拟,并对海底管道进行应力分析并探讨影响管道峰值应力的缺陷几何参数的敏感性。研究结果表明:海底管道在安全工作应力下可将管道视为弹性材料,且在缺陷纵向长度不小于宽度的情况下,管道峰值应力随着缺陷深度和缺陷宽度的增加分别减小及增加。     

基于热-流-固耦合的输送管道的结构分析

通过对输送管道的工况分析,利用计算流体动力学对输送管道进行三维流场分析,并对管道内部的温度情况进行数值模拟,将得出工作过程中管道的压力场和温度场耦合到结构场利用有限元方法进行结构分析,研究在不同进口流速下,不同的外部环境温度和流体温度对输送管道结构的影响,得出应力最大的位置主要集中在夹紧部位的周围,在与管壁交汇处达到最大。研究表明,在不同的温度工况下,随着进口流速的增大,输送管道所承受的应力和变形的程度也越大,但增长的趋势变化十分微小,流速的增大对于管壁的影响很小。随着流体温度的逐渐增加,输送管道的应力和变形量逐渐降低直至最终趋于稳定,但当外部温度过高,管道的应力和变形值的变化是先逐渐减小后逐渐增加。     

约束条件对钢筋混凝土平板冲切承载力的影响

本文在实验的基础上建立不同约束条件的钢筋混凝土平板数值模拟试件,通过研究不同约束条件下钢筋混凝土平板的极限承载力及破坏形式,发现约束条件对钢筋混凝土极限承载力及破坏形式影响显著。简支及固支约束条件与支撑约束条件相比可大幅提升钢筋混凝土平板的极限承载力。对破坏形式的影响,发现约束条件越多试件的破坏形式越接近脆性破坏,当约束达到一定数量后再增加约束,试件的极限承载力及破坏形式的影响不再明显。     

工业聚集区内污水管道病害研究进展

工业废水成分复杂、污染水平较高,即使经过预处理仍可能对连接排水系统造成一定影响。现阶段针对工业聚集区内污水管道性能退化和病害的研究相对较少。本文以H市典型工业聚集区内的管道现状为调研对象,阐明在工业聚集背景下管道病害的基本分布情况,围绕沉积、结晶、腐蚀和破坏等功能性和结构性病害,系统性地探讨病害产生原因,明确工业聚集背景下病害发生的不同,并分析不同病害之间的相互作用机制。基于此,构建病害控制的针对性策略,为工业聚集背景下管道系统的稳定运行提供技术参考。     

钢管混凝土叠合柱高墩极限承载力影响因素分析

基于钟善桐教授的钢管混凝土结构统一理论及本构关系,利用ABAQUS建立钢管混凝土叠合柱高墩模型进行计算分析,主要考虑初始缺陷、横缀管、斜缀管、桥墩自重、含钢率5种因素对高墩极限承载力的影响。结果表明,初始缺陷、桥墩自重、含钢率对桥墩极限承载力影响较大,增大或减小趋势较为明显,而横缀管、斜缀管在截面长宽小于0.2 m时,对极限承载力的影响不大,在截面长宽大于0.2 m时,对极限承载力的影响较大。     

超声导波在管道保温层下腐蚀检测的应用

针对管道保温层下腐蚀的隐蔽性和高危害性,文章分析了管道保温层下腐蚀产生机理,提出一般的相应检测方法,并通过实际检测案例验证超声导波检测技术在管道保温层下腐蚀缺陷检测的可行性.对在役管线进行导波检测,通过腐蚀缺陷的检测波形,能在一定范围内测得缺陷的轴向长度.研究表明,超声导波能够比较快速检测直管段管道保温层下腐蚀缺陷,为预防管道泄漏事故的发生具有重要的意义.     

ANSYS城市天然气管道漏磁检测的缺陷识别方法

检测管道腐蚀缺陷及几何变形的漏磁检测工具已经运用了许多年,但是对于不同缺陷的漏磁信号识别仍有不足之处。ANSYS是目前最为流行的有限元分析方法之一,其强大的磁场分析功能能够很好的解决磁场问题。文章通过建立漏磁检测及管道模型来模拟在城市天然气管道缺陷处的磁场分析。模拟结果表明,漏磁信号与缺陷尺寸呈线性关系并可以定量地确定缺陷的尺寸。通过对漏磁密度的环形曲线的分析,更进一步确定了管道缺陷的形状参数。     

钢丝缠绕增强复合管爆破荷载及安全系数研究

PSP复合管道作为一种新型柔性管道,相关的工程应用标准还不完善,参考API 17J关于柔性管的极限强度评定方法,以钢丝屈服作为管道失效标准,推导出了内压爆破公式。并结合基于Halpin-Tsai的加强层简化理论的平面应变模型,探讨了管道缠绕角度对各个方向变形的影响,论证了该公式的合理性。通过短期爆破试验,发现管道的破坏是以钢丝的齐根断裂为控制条件,爆破值公式解与试验值、有限元及理论解吻合良好。最后,基于工程实际经验,确定不同参数的概率模型,选定相应的可靠度等级及对应的可靠度指标,采用FORM方法计算验算点值,得出内压爆破值设计系数,对PSP复合管在油气长输工程中应用具有一定参考价值。     

改进桶基础结构以提高承载能力的研究

通过有限元数值模拟结合模型试验研究了竖向荷载作用下桶基础与经改进后的异形桶基础的应力分布和极限承载力的变化,将所得的数值模拟结果进行对比分析.异形桶基础的极限承载力较改进前的桶基础的极限承载力提高最大可达68.72％.异形桶基础极限承载力增大的效果受到其自身径高比的影响,最优径高比接近1.125.异形桶基础在竖向荷载作用下的极限位移小于桶基础的极限位移.极限承载力提高的原因主要在于帽檐下方的土体为基础提供了类似桩端阻力的支承力.     

含凹痕缺陷三通管的有限元分析

本文采用有限元分析软件对凹坑缺陷管道的应力分布进行了研究,建立了压力管道有限元模型,基于Von Mises准则,分析了凹痕对三通管道应力值的影响数值计算表明,由于三通本身根部的应力集中,凹痕缺陷对三通管道的强度影响不大,不致引起三通承受压力的降低;相反相邻缺陷可能降低应力集中的水平,提高其承载能力;但凹痕对管道本体的应力水平具有较大的提高,值得进一步关注.     

方钢管混凝土螺栓连接节点抗拉拔性能研究

为研究方钢管混凝土外伸端板螺栓连接节点抗拉拔性能,进行7组试验,研究了方钢管截面尺寸、混凝土强度、螺栓强度、螺栓孔间距和方钢管管壁厚度对承载能力影响,获得了试件的荷载位移曲线,分析了各条件对承载力影响的不同程度。研究结果表明:这些因素中刚管壁厚度对承载力影响最大,混凝土强度影响最小,管壁厚度和螺栓强度决定了破坏模式,当由管壁厚度控制强度时强度较低,延性较好,当由螺栓控制强度时相反。     

腹板开圆孔方钢梁的极限承载力有限元分析

随着腹板开孔方钢梁在工程上应用的增多,为了解不同孔径大小以及不同开孔间距对方钢梁极限承载力的影响,本文运用ANSYS有限元软件,对腹板开圆孔、跨中受集中力、两端简支的方形截面钢梁极限承载力进行分析研究。研究表明,奇数孔时,在孔径相同的情况下,开孔钢梁的极限承载力随着孔数的增加基本不变;在孔数不变的情况下,开孔钢梁的极限承载力随着孔径的增大而减小;偶数孔时,一般情况下,无论孔径、孔数怎样变化,相比无孔构件,开孔钢梁的极限承载力基本不变,但当开孔位置距跨中较近且孔径过大时,相比于无孔构件,开孔钢梁的极限承载力减小;端部孔洞对开孔钢梁的极限承载力基本无影响。当腹板孔洞位于跨中时,开孔钢梁的极限承载力随着孔径的增大而降低;当腹板孔洞距跨中较远时,相比于无孔构件,开孔方钢梁的极限承载力基本不变。     

基于离散单元法的灰岩地区串珠溶洞承载力分析

研究桩基荷载作用下的溶洞稳定性对建筑工程有着重要的意义。本文以广州市白云机场北某项目为依托,利用PFC2D颗粒流软件,建立灰岩地层下桩基溶洞离散元模型,研究串珠溶洞的溶洞距离、串珠溶洞下方溶洞径长和桩基贯穿溶洞嵌岩深度3个不同影响因素对桩基承载力的影响。主要结论如下：(1)在桩基下伏双溶洞情况下,溶洞间距的增加会提高桩基极限承载力,当溶洞距离超过6倍桩径,增加溶洞间距对桩基承载力基本无影响;(2)在桩基下伏双溶洞情况下,下方溶洞径长的增大会降低桩基极限承载力,当下方溶洞径长超过6倍桩径时,增加下方溶洞径长对桩基承载力基本无影响;(3)对于桩基贯穿溶洞,当嵌岩深度大于桩体径长时,此桩基的极限承载力接近于无溶洞情况下的桩基承载力,提高嵌岩深度对桩基承载力几乎基本无影响。     

浅埋曲线顶管应力及周围岩土性状扰动研究

借助有限元软件对顶管施工进行三维弹塑性分析,分析时综合考虑多重非线性的影响,建立了反映实际构件受力特性的分析模型.模拟了顶管对土体变形和管道体应力产生的影响,探讨了浅埋曲线顶管的管道应力变化情况,并研究了顶管上层土体不同深度对地表变形的影响作用.     

陶粒混凝土不等肢L形截面异形柱正截面承载力研究

文章通过对6根陶粒混凝土不等肢L形截面异彤柱在双向偏心受压作用下正截面承载力的试验研究,验证了截面平均应变的平截面假定,试验表明中和轴不垂直于弯矩平面,中和轴位置随荷载作用的增大而变化,并可用截面混凝土受压等效矩形应力图计算极限荷载值.     

埋地混凝土排水管道开裂原因分析

本文根据对某工程混凝土管道开裂检测结果,以钢筋裂缝展开应力为基础,应用裂缝荷载的意义及极限弯矩与裂缝荷载弯矩两者之间的数量关系,并结合混凝土管道损伤状况及裂缝特征,确定钢筋混凝土排水管承载力计算公式。分析混凝土排水管道开裂的原因,总结埋地混凝土管道破裂特征及计算模式,为今后类似工程事故提供给一种检测、计算、分析的思路。     

强晃动下柱截面形状对板柱节点损坏性能影响的试验研究

随着人们对建筑空间需求量的增大,越来越多的使用板柱结构,使得其传力路径和受力特点在强晃动下存在一定的安全隐患。为了降低板柱节点性能损害对建筑带来的危险,将4块钢筋混凝土试件作为实验对象,进行板柱节点冲切破坏试验,分别对试件不平衡弯矩、荷载-挠度曲线、极限承载力进行分析,运用不同混凝土强度、钢筋配筋率和不同剪跨比的混凝土试件,进行冲切破坏试验并比较试验数据的差异,得到不同试件在荷载相同条件下,其板柱节点冲切破坏模式及板柱节点的抗弯强度性能差异;最后试验比较了试件的极限承载力,结果表明随着剪跨比的增加承载力有所降低。通过试验分析强晃动下板柱节点的损坏性能,能为板柱结构建筑的安全使用提供数据理论依据。     

有缺陷船舶结构板的极限强度及可靠度分析

板是重要的船体材料。由于板加工工艺以及船舶制造工艺的影响,板往往会出现多种缺陷,例如初始缺陷、焊接应力残余、裂纹以及局部凹陷等,这些缺陷的存在对船舶板结构的可靠度指标形成一定的影响。本文具分析了这些缺陷极限强度,对含有多种缺陷板组成的结构系统可靠度行了详细分析,通过采取一定的可靠性计算方法找出影响结构系统可靠性的薄弱板单元,避免由于板缺陷影响船体结构的安全性、可靠性以及耐久性。     

浅谈热水供暖管网的腐蚀与防腐蚀

热水采暖系统经过一段时间运行后,管道及设备均会发生不同程度的腐蚀。有的管壁变薄,有的管道出现斑点,有些敷设在地下的管路３～５年就产生了局部穿孔现象,很多循环系统中的水变红。网路腐蚀,不仅大大缩短设备及管道的使用年限,而且会降低管道的流通能力。此外,腐蚀的沉淀物易被网路循环水带走,而将用户系统中的管路及散热设备堵塞,以致中断供热。因此,管网的防腐蚀是供热系统设计和运行管理中的一个极其重要的问题。所谓金属腐蚀是指金属表面与周围物质发生氧化与还原反应,使金属遭受破坏的现象。金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化…     

下层管线破坏情况下上覆平行管线受力特征研究

刚性埋地管道在发生渐进破坏的过程中必然导致局部管身强度降低,不可避免地导致邻近土体发生位移,破坏土体内部初始应力平衡状态,进而导致上覆平行管线出现管身应力集中、变形过大等现象。然而,目前就下层管线破坏扰动土体平衡,导致上层管线承受不均匀力而发生受力变形等问题尚缺乏深入系统研究。下层管线的埋深、破坏范围、破坏程度以及地面车辆荷载会对上层管线的应力、位移产生潜在影响,开展以PVC-U管道为例的多工况管土相互作用有限元仿真模拟,分析得到上层管线最大应力、位移的变化规律。采用数理统计方法对影响上层管线应力、位移的因素进行敏感性分析,结果表明:影响上层管线最大应力的各因素敏感性由大到小的次序为:地面静止车辆荷载,下层管线的破坏范围、埋深、破坏程度;影响上层管线最大位移的各因素敏感性由大到小的次序为:地面车辆荷载,下层管线的破坏程度、破坏范围、埋深。