تحلیل خط لوله مدفون در خاک

این مثال، استفاده از المان‌های اندرکنش لوله-خاک را برای مدل‌سازی یک خط لوله مدفون در معرض حرکت بزرگ زمین تأیید می‌کند.

در این صفحه بحث می‌شود:

شرح مشکل
مواد
بارگیری
راه حل مرجع
نتایج و بحث
فایل‌های ورودی
منابع
ارقام

خطوط لوله نفت و گاز معمولاً برای ایجاد حفاظت و پشتیبانی در زمین دفن می‌شوند. خطوط لوله مدفون ممکن است در نتیجه جابجایی‌های نسبی زمین در امتداد طول خود، بارگذاری قابل توجهی را تجربه کنند. چنین حرکت بزرگ زمینی می‌تواند ناشی از گسلش، رانش زمین، شکست شیب‌ها و فعالیت‌های لرزه‌ای باشد.

نرم‌افزار Abaqus کتابخانه‌ای از المان‌های اندرکنش لوله-خاک ( PSI ) را برای مدل‌سازی اندرکنش بین یک خط لوله مدفون و خاک اطراف آن ارائه می‌دهد. خود خط لوله با هر یک از المان‌های تیر، لوله یا زانویی موجود در کتابخانه المان Abaqus/Standard مدل‌سازی می‌شود . رفتار زمین و اندرکنش خاک-لوله با المان‌های اندرکنش لوله-خاک مدل‌سازی می‌شوند. این المان‌ها فقط در گره‌های خود دارای درجات آزادی جابجایی هستند. یک طرف یا لبه المان، گره‌های مشترکی با المان تیر، لوله یا زانویی زیرین که خط لوله را مدل‌سازی می‌کند، دارد. گره‌های لبه دیگر، نشان‌دهنده یک سطح میدان دور، مانند سطح زمین، هستند و برای تعیین حرکت زمین در میدان دور استفاده می‌شوند. این المان‌ها به تفصیل در المان‌های اندرکنش لوله-خاک شرح داده شده‌اند .

هدف از این مثال، تعیین وضعیت تنش در امتداد طول یک خط لوله مدفون بی‌نهایت طولانی است که در معرض حرکت بزرگ گسل به میزان ۱.۵۲ متر (۵.۰ فوت) قرار دارد، همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است . خط لوله گسل را با زاویه ۹۰ درجه قطع می‌کند. نتایج با نتایج حاصل از یک تحلیل مستقل، همانطور که در زیر توضیح داده شده است، مقایسه می‌شوند.