基于梁-壳混合教学单元的输气管道穿越地震断层模型

梁-壳单元通常被联合用来模拟输气管道，然而梁-壳单元的分布及其连接处的耦合问题一直 是一个研究难点。为此，根据地震断层作用下输气管道变形特点，建立了基于梁-壳混合教学单元的 输气管道穿越地震断层有限元模型，并考虑管道变形的计算效率和计算精度兼顾的要求，合理配置 了梁、壳单元的分布。利用该模型，讨论了管道埋深、穿越角度、位错量、裂缝宽度对输气管道力学行 为的影响规律。结果表明：管道埋深、穿越角度及位错量对管道位移及应变的影响较大，裂缝宽度 影响较小；管道浅埋可以有效降低输气管道最大轴向应变；随着输气管道穿越角度的增大，最大轴 向位移和最大轴向压缩应变明显减小；在断层两侧，应变及位移较大，远离断层，应变及位移迅速下 降。研究成果为输气管道穿越地震断层的安全评价提供了理论依据。（图12，参24