一种评估管道周边堆载体应力影响的方法技术

本发明专利技术公开了一种评估管道周边堆载体应力影响的方法，属于储运工程技术领域。该方法包括一种在堆载作用下管道中产生的最大附加应力的计算公式，可通过获取管道埋深、土壤类型、堆土间距及堆土规模等参数来直接计算得到埋地管道的受力大小，进而结合堆载作用下管道内的允许附加应力，对管道的安全性进行评价。本发明专利技术实施例能够明确管道在复杂堆土情况下的受力情况，为日常巡护人员提供快速评估管道周边堆土应力影响的方法，进而在第一时间采取安全控制措施来保护管道安全平稳运行。

【技术实现步骤摘要】
一种评估管道周边堆载体应力影响的方法
本专利技术涉及储运工程
，特别涉及一种评估管道周边堆载体应力影响的方法。
技术介绍
随着中国经济的飞速发展，各类行业对能源的需求量与日俱增，油气管道建设逐渐步入高峰期，同时经济的发展带动了城市建设高速扩张，油气管道安全与各类施工项目的建设开发的矛盾日益突出。作为油气管道管理运营企业，一方面要保证管道的安全平稳运行以为经济发展提供能源，一方面要避免管道出现泄漏、爆炸等事故影响周边民众的生命、财产安全。管道周边堆土对管道的作用力受到堆土的方量、管道的埋深、周边的土质多种因素影响，稍有不慎便会给管道的平稳运行带来风险。一旦出现管道外的堆土荷载过大的情况，会使地基软土体产生侧向变形从而挤压地下建(构)筑物结构产生不均匀沉降及倾斜，使管道受到压、拉、扭等复杂的力学影响，对管道结构的安全性造成重要影响。目前根据《中华人民共和国石油天然气管道保护法》第三十条规定，在管道线路中心线两侧各五米地域范围内，禁止下列危害管道安全的行为：取土、采石、用火、堆放重物、排放腐蚀性物质、使用机械工具进行挖掘施工。该保护法对管道周边5米的内堆土行为处置进行了明确的规定，但是对在5米以外的堆土行为没有明确的法规进行规范。由于缺乏相应法规的支持，目前的现场管理主要靠巡护人员的经验判断堆土对埋地管道的应力影响，具有不确定性。因此，提供一种方法对管道周边堆载体应力影响进行准确判断具有重要的意义。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供一种评估管道周边堆载体应力影响的方法。具体而言，包括以下的技术方案：一种评估管道周边堆载体应力影响的方法，所述方法包括：步骤一：获取堆载体距埋地管道的距离L、堆载体的高度h、埋地管道的埋深d、地基土体泊松比μ、地基土体粘聚力c、地基土体内摩擦角以及堆载作用下埋地管道内的允许附加应力σe；步骤二：根据公式：计算得到堆载作用下输气管道中产生的最大附加应力σf；步骤三：根据公式k＝σf/0.9σe，计算得到安全性系数k；步骤四：根据所述安全性系数k和埋地管道安全性评价标准，评估所述埋地管道的安全性。优选地，所述埋地管道安全性评价标准为：当k<0.95时，所述埋地输气管道处于安全状态；当0.95≤k＜1时，所述埋地输气管道处于临界状态；当k≥1时，所述埋地输气管道处于不安全状态。优选地，所述堆载体距埋地管道的距离L为所述堆载体与所述埋地管道间的水平最近距离。优选地，所述堆载体的高度h为所述堆载体距离水平面的垂直最高高度。进一步地，获取所述地基土体泊松比μ、所述地基土体粘聚力c和所述地基土体内摩擦角包括：根据所述埋地管道所处的地貌位置确定地基土类型；根据所述地基土类型，选择所述地基土体泊松比μ、所述地基土体粘聚力c和所述地基土体内摩擦角相应的参数值。本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果：提供了一种评估管道周边堆载体应力影响的方法，主要应用于堆载体为堆土的情况下。该方法包括一种堆载作用下管道中产生的最大附加应力的计算公式，可通过获取管道埋深、土壤类型、堆土间距及堆土规模等参数来计算管道的受力大小，进而结合堆载作用下管道内的允许附加应力，可对管道的安全性进行评价。本专利技术实施例能够明确管道在复杂堆土情况下的受力情况，为日常巡护人员提供快速评估管道周边堆土应力影响的方法，进而在第一时间采取安全控制措施来保护管道安全平稳运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中一具体实施例的测量堆载体距埋地管道的距离L、堆载体的高度h和埋地管道的埋深d的示意图。图中附图标记分别表示：1、埋地输气管道；2、堆土体。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。本专利技术实施例提供一种评估管道周边堆载体应力影响的方法，该方法主要用于一线巡检人员对距离埋地输气管道5米以外(包括5米)的堆土应力影响作出迅速判断。该方法包括：步骤一：获取堆载体距埋地管道的距离L、堆载体的高度h、埋地管道的埋深d、地基土体泊松比μ、地基土体粘聚力c、地基土体内摩擦角以及堆载作用下埋地管道内的允许附加应力σe；对于管道周边5米以外已形成的土壤堆载体，首先确定获取堆载体距埋地管道的距离L、堆载体的高度h、埋地管道的埋深d。其中，为了充分保证埋地管道的安全性，获取堆载体距埋地管道的距离L优选地按堆载体与埋地管道间的最近距离取值，堆载体的高度h优选地按堆载体的垂直最高高度取值，而埋地管道的埋深d可通过查询相关记录获取(例如，管道运营企业的管理文件)，另外，在堆载作用下埋地管道内的允许附加应力σe即为埋地管道的屈服强度，同样可以通过查询相关记录获取。然后，根据埋地管道所处的地貌位置确定地基土类型，并根据地基土类型选择相应地基土体泊松比μ、地基土体粘聚力c、地基土体内摩擦角的参数值，这些参数值可以套用已有的土壤参数，也可以通过试验测试获取。可以直接套用已有的土壤参数或通过试验测试获取步骤二：根据公式：计算得到堆载作用下输气管道中产生的最大附加应力σf，即管道的受力大小；该公式是通过采用Geo-slope计算分析受土壤堆载作用的堆积体和地基基础稳定性，采用ABAQUS有限元计算软件构建地质力学模型，而得到的油气管道周边堆载应力影响快速计算公式。步骤三：根据公式k＝σf/0.9σe，计算得到安全性系数k；参考《输气管道工程设计规范》(GB50251-2015)中相关规定，强度准则为管道的当量应力，应小于管道的最小屈服强度的90％，则有：k＝σf/0.9σe式中：k为安全性系数；步骤四：根据所述安全性系数k和埋地管道安全性评价标准，评估所述埋地管道的安全性。根据实际需要，可设定埋地管道安全性评价标准为：当k<0.95时，所述埋地输气管道处于安全状态；当0.95≤k＜1时，所述埋地输气管道处于临界状态；当k≥1时，所述埋地输气管道处于不安全状态。该方法包括一种堆载作用下管道中产生的最大附加应力的计算公式，相关人员通过获取管道埋深、土壤类型、堆土间距及堆土规模等条件来即可计算得到管道的受力大小，进而结合堆载作用下管道内的允许附加应力，可对管道的安全性进行评价。该方法能够明确管道在复杂堆土情况下的受力情况，为日常巡护人员提供快速评估管道周边堆土应力影响的方法，进而在第一时间采取安全控制措施来保证管道安全平稳运行。为更好的理解本专利技术实施例中的方法，以下通过一个埋地输气管道工程的的安全性评估实例对操作方法作进一步的说明。该堆载工程位于四川省成都市红星路南延线华阳段路边会龙小区附近，埋地输气管道1和堆土体2的位置关系如图1所示。现就根据上述方法对该埋地输气管道1的安全性进行评估：第一步：获取评价指标a.堆土体2的高度:测量堆土体2高度h，取堆载体最高处的垂直高度作为设计评价指标，现场测得堆土体2的高度为h＝8m；b.堆土体2距埋地管道的距离L：测量堆土体2与埋地输气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估管道周边堆载体应力影响的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：获取堆载体距埋地管道的距离L、堆载体的高度h、埋地管道的埋深d、地基土体泊松比μ、地基土体粘聚力c、地基土体内摩擦角

【技术特征摘要】
1.一种评估管道周边堆载体应力影响的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：获取堆载体距埋地管道的距离L、堆载体的高度h、埋地管道的埋深d、地基土体泊松比μ、地基土体粘聚力c、地基土体内摩擦角以及堆载作用下埋地管道内的允许附加应力σe；步骤二：根据公式：计算得到堆载作用下输气管道中产生的最大附加应力σf；步骤三：根据公式k＝σf/0.9σe，计算得到安全性系数k；步骤四：根据所述安全性系数k和埋地管道安全性评价标准，评估所述埋地管道的安全性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述埋地管道安全性评价标准为：当k<0.95时，所述埋地输气管道处于安...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓霜，刘良果，张文艳，李晶，李琦，侯胜，黄海，杨生红，李根，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11