一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，包括：(1)計算走滑斷層地表位錯量D；(2)任意選取管道，并測量和記錄該管道的參數(shù)；(3)設(shè)計管道與斷層的交角θ；(4)利用公式ΔX=Dcosθ計算出ΔX，并利用公式ΔY=Dsinθ計算出ΔY；(5)利用公式計算出εnew；(6)利用公式[εt]Fnew=2γεnew計算出修正后的[εt]Fnew；(7)比較[εt]Fnew是否小于或等于ε，是，則確定設(shè)計的管道適合安裝在該走滑斷層中，否，則重復(fù)步驟(2)、(5)、(6)，直至[εt]Fnew小于或等于ε。本發(fā)明設(shè)計方式合理，管道設(shè)計可靠，可以確保安裝在不同條件的走滑斷層中的管道均具有良好的抗震能力。
【專利說明】—種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道設(shè)計方法，具體地說，是涉及一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣管道工程的勘察設(shè)計過程中，存在許多管道穿越高烈度地震斷裂帶的工程，在地震中，管道的破壞主要來自兩個方面:一個方面是由于波動影響而產(chǎn)生的管道破壞，另一個方面是由于大變形產(chǎn)生的管道破壞，而管道通過斷裂帶的破壞是典型的大變形破壞實例。如何避免管道發(fā)生破壞，一直是工程設(shè)計人員研究的課題。
[0003]自我國頒布《規(guī)范》和《導(dǎo)則》以來，我國的管道抗震設(shè)計水平有所提高，但是許多新的研究成果還沒有納入規(guī)范，例如地震工程界新的研究表明，當斷裂帶發(fā)生突然的錯動時，若地表土層具有一定的厚度，則地表破裂面的破裂角、破裂方向、位移量均與基巖不同。這個結(jié)果說明場地條件不但影響地震反應(yīng)譜，而且影響地表破裂面及位移幅值，同樣若對于不同的活動斷層類型(例如正斷層、走滑斷層、逆斷層等)，由于具有一定厚度土層的地面破裂面不同，管道的抗震設(shè)計方法也存在著巨大的差異。
[0004]此外,對于震動峰值為0.4g以上的高烈度區(qū)，目前唯一的方式是使用Newmark—Hall方法與有限元數(shù)值模擬分析方法對管道應(yīng)變進行分析，然后提出可行性建議，但是其建議和分析的結(jié)果與實際測試情況誤差較大，不僅無法給予行之有效的管道抗震設(shè)計方法，而且也容易造成成本浪費，并耗費了大量的人力和物力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的·上述缺點，本發(fā)明提供了一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法。本發(fā)明僅針對活動斷層類型為走滑斷層、且震動峰值為0.4g以上的管道進行有效地設(shè)計。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，包括以下步驟:
[0008](I)選取走滑斷層，并計算其地表位錯量D ；
[0009](2)任意選取需要安裝在該走滑斷層中的管道，并測量和記錄該管道的參數(shù)，該參數(shù)包括管徑d、壁厚δ、彈性模量E以及管道允許的最大拉伸應(yīng)變ε ；
[0010](3)根據(jù)走滑斷層中的覆蓋土層厚度H設(shè)計管道與斷層的交角Θ，其中H為O~IOOm ；
[0011](4)根據(jù)地表位錯量D與交角Θ，利用公式AX=Dc0s Θ計算出平行于管道軸向的斷層位移ΛΧ，并利用公式AY=DsinQ計算出管道法線方向上的斷層位移ΛΥ;
_2] (5)利用公式(
【權(quán)利要求】
1.一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)選取走滑斷層，并計算其地表位錯量D; (2)任意選取需要安裝在該走滑斷層中的管道，并測量和記錄該管道的參數(shù)，該參數(shù)包括管徑d、壁厚δ、彈性模量E以及管道允許的最大拉伸應(yīng)變ε ； (3)根據(jù)走滑斷層中的覆蓋土層厚度H設(shè)計管道與斷層的交角Θ，其中H為O~IOOm; (4)根據(jù)地表位錯量D與交角Θ，利用公式AX=DcosΘ計算出平行于管道軸向的斷層位移ΛΧ，并利用公式AY=DsinQ計算出管道法線方向上的斷層位移ΛΥ: (5)利用公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟(1)中，若走滑斷層的土質(zhì)為粉質(zhì)黏土，則地表位錯量D利用公式InD=L 33IM-0.03H-9.124計算得到，其中，M為該走滑斷層在安裝管道前所發(fā)生過的最大地震的里氏震級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟(1)中，若走滑斷層的土質(zhì)為黏土，則地表位錯量D利用公式InD=L 186M-0.076H-7.005計算得到，其中，M為該走滑斷層在安裝管道前所發(fā)生過的最大地震的里氏震級。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，其特征在于，所述里氏震級M的取值為7.0~10.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟(3)中，當O≤H≤30m時，Θ取65°~85° ;當30〈H≤50m時，Θ 取 10° ~20° 或 75° ~85° ;當50〈H ≤ 80m 時，Θ 取 20° ~30° 或 75° ~85° ;當80〈H≤IOOm時，Θ取任意角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟(5)中，fs利用如下公式計算得到:

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種管道通過震動峰值為0.4g以上的走滑斷層的設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟(6)中，當O≤H≤30m時，Y取6~5;當30〈H≤50m時，Y取.4.5~4:當50<H《80m時，x取3.5~2；當80<H《100m時，y取1.5~1
【文檔編號】F16L1/038GK103574160SQ201310594862
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】李巧, 諶貴宇, 王棠昱 申請人:中國石油集團工程設(shè)計有限責任公司