0　引言

    埋地输液管道在地震作用下很容易遭到破坏,例如1976 年唐山地震, 整个城市供水管网完全遭到破坏, 输油管线流失原油1 万余吨[1 ]。在中国近年发生的地震中, 埋地管网破坏屡见不鲜, 云南省1998年宁蒗612 级地震使震区供水管道破裂, 经济损失约1 500 万元; 云南省1998 年宣威511 级地震造成震区自来水水管破裂, 经济损失约960 万元。另外,2003 年云南大姚地震、2004 年内蒙东乌地震、2006年云南盐津地震以及2007 年云南普洱地震等均造成供水管道大量破坏[2 ]。

    传统的地下管网破坏分析不考虑流体与管道之间的耦合作用, 20 世纪70 年代开始考虑固液耦合作用进行计算[3 ]。我国的流固耦合研究起自20 世纪80年代, 并在90 年代取得较大进展。王世忠等[4, 5 ]讨论了流体的流速、压强变化以及固2液耦合对管道固有频率的影响; 冯振宇等[6 ]根据Ham ilton 原理, 推导了T imo shenko 管道的固2液耦合振动微分方程; 张智勇等[7, 8 ]对充液直管管系中固2液耦合对管系轴向振动响应的影响进行了研究, 推导了低频情况下的充液直管轴向、横向振动传递矩阵和弯管单元的传递矩阵; 王世忠等[9 ]用有限元法推导流体输送管道固2液耦合振动方程, 讨论了流体流速、压强变化, 以及固2液耦合阻尼和刚度对管道固有频率的影响。近几年, 研究者们注重应用有限元法进行数值模拟分析, 如黄宏伟等[10 ]研究了顶管施工力学效应的数值模拟方法; 李大勇等[11 ]分析了内撑式基坑工程周围地下管线性状; 魏纲等[12, 13 ] 采用有限元方法, 分析了顶管施工引起的管道周围土体移动造成的危害和失稳现象。

    在管道破坏的分析中, 有限元法的应用越来越广泛。立足于此, 本文应用AD INA 中流固耦合分析求解器来建立地下管道破坏分析的有限元模型, 并实现了地震荷载加载和断层活动约束, 进而依据有限元模拟结果, 分析管内介质及流速等参数对管道破坏的影响。

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