地下城市综合管廊的抗火构造与消防设计

综合管廊作为现代化城市的基础设施,能够从根本上解决管线埋设或架立引起的挖掘道路、影响交通、破坏景观等问题。提高道路和公用管线的管理水平,有效利用地下空间,提高防灾能力,是现代化都市的必然要求。本文从管廊的构造、抗火设计要求、管线布置、消防系统等方面出发,对地下城市综合管廊的设计提出了一些具体的建议。     

不同截面形式城市综合管廊火灾烟气特性CFD模拟分析

城市综合管廊也称为共同沟,是建造于地下隧道空间,将多种市政管线集于一体的现代化、集约化城市基础设施.和传统的管线直埋方式相比,综合管廊具有改善城市环境,减少道路反复开挖,便于管线维护等优点,已被越来越多的城市所采用.另一方面,针对不同类别市政设施,需要采用不同截面形式的综合管廊,而不同截面形式综合管廊的火灾烟气特性不尽相同,在控制火灾烟气方面应确定不同的通风风速,并选择采用相应通风设备.     

基于多层次可拓评价法的城市燃气管线风险评价研究

以改进的肯特危险指数评分法对城市燃气管道的危险因素进行识分析,确立了城市燃气管线风险评价指标体系。将传统的可拓学方法改进为多层次可拓评价法,对其中的节域物元、关联度和等级评定程序进行了调整,并建立了相应的准则,对评价对象进行多级综合评价。通过多层次评价,可以获得不同子指标各自的风险等级以及评价对象总体的风险等级。以邯郸市某段燃气管线为例,运用城市燃气管线风险评价模型进行风险评价,得出其多层次风险等级值。通过对比及数据分析,证实了本文方法的可靠性。     

埋地管线腐蚀模型及地震随机反应分析

埋地管线在使用过程中会出现不同程度的腐蚀现象。由于管线腐蚀受到周围土壤性质、输送介质等不确定因素的影响,其腐蚀状态会呈现随机性的特点。本文利用带吸收壁的齐次马尔可夫链理论,提出了管线腐蚀发生的离散状态模型,并根据管线腐蚀线性发展模型,推导给出了管线截面面积随时间变化的概率模型。在此基础上,利用弹性地基梁原理建立了管线地震反应的表达式,并利用M on te-C arlo随机模拟方法进行了模拟分析。实例分析表明,本文建立的腐蚀模型可以较好地模拟埋地管线的腐蚀现象,并能获得在地震激励下腐蚀管线的随机反应。     

城市燃气管线风险评估

城市燃气管线是城市的重大危险源,事故后果多为燃气泄漏后发生的火灾、爆炸造成人员伤亡及建筑物坍塌,其风险评估方法的研究对于燃气管线的风险管理非常重要.对管线发生断裂的事故概率及其热辐射伤害进行了分析.引入了管线的致死长度,并定义其为在此管线长度内的失效能对特定地点的人产生致死效应.在此基础上,进行了个人风险的定量计算,即管线失效率与致死长度的乘积,并基于个人风险的可接受水平确定了管线的危险距离,为抢险救援工作提供参考.     

供水管线震害量化参数--渗漏面积的估算方法

为了分析管线破坏状态对震后供水管网功能的影响，首先需要对管线的震害状态进行量化。建议用管线渗漏面积标定管线的破坏状态。在管线震害分析和理论计算的基础上，提出了震后管线渗漏面积的计算方法，为进一步进行供水管网抗震分析和设计提供了研究基础。     

考虑管线失效相关性的埋设管网系统地震可靠性随机模拟

城市范围内的埋地管线,具有相似的结构属性参数,面临空间相关的地震动荷载,管线结构地震破坏失效存在相关性。提出一种考虑管线失效相关性的埋设管网地震连通可靠性随机模拟方法,以空间距离表示管线位置处地震动参数的相关系数,采用经验震害公式求解管线地震破坏概率,通过联合分布与边缘分布的关系得到管线结构失效事件的相关系数。将管线结构地震破坏事件视为相关随机变量,采用正交变换方法将相关随机变量转变为独立随机变量,进行Monte Carlo随机模拟求解管网"源-汇"点连通事件的概率。通过设定地震作用下典型算例的连通可靠性求解,验证了方法的正确性,并比较了管线失效相关性对管网地震可靠性分析结果的影响。     

中俄原油管道漠河至大庆线典型区域热融灾害评价研究

根据高温、高含冰量、高油温等冻土区埋地管道热融灾害易发性条件,选取自然环境、冻土特征、管道扰动3个方面10个指标,建立了冻土区输油管线热融灾害评价指标体系。基于漠大线364km处研究区域水文、冻土工程地质的复杂性和指标评价等级界线的模糊性,采用模糊互补判断矩阵排序原理确定指标权重,应用模糊综合评判法建立模型,并对该研究区域管线热融灾害进行了评价。结果表明,研究区域内管线诱发热融病害的主导因素为:年平均油温、冻土含冰量、年平均地温,且其潜在风险处于较差等级,其中,自然环境因子、冻土特征因子、管道扰动因子潜在风险皆处于较差等级,这与管道全年正温运行、地表扰动、热融沟积水下渗等引起管-土融化圈逐年扩大的病害问题相符。依不同病害区显著特征修正部分评价指标后,该模型可以推广应用到漠大线管线病害综合评价中。     

基于天然气管线泄漏蒸汽云爆炸危害分析

基于历史数据和试验建立和改进相应的数学模型,初步建立了定量分析研究天然气管线泄漏蒸汽云爆炸和毒气危害后果计算方法,为天然气管线风险评估、风险管理、管线维护以及蒸汽云爆炸和毒气危害发生后的危害后果评估提供决策支持.     

地铁隧道暗挖施工引起刚性接口管线变形的理论分析

地铁施工造成邻近管线危害及其保护是一个重要问题。研究地铁隧道暗挖施工引起管线变形有助于在保证地铁暗挖施工的同时,确保管线的变形满足管线的正常使用,为地铁隧道的安全高效施工提供技术支撑。基于Winkler弹性地基梁理论模型,分别推导出与隧道轴线平行和垂直情况下的刚性接口地下管线由于隧道暗挖施工引起的变形计算公式,结果表明:隧道直径、管隧距离、沉降槽宽度系数、管径、管壁厚、管材弹性模量、下卧岩土体弹性模量、特征系数、泊松比、地层损失率等参数是管线变形的主要影响因素。以西安地铁三号线通—胡区间施工工程为例,制定了管线变形监测方案,工程实践表明理论预测公式计算结果与实际相符。     

地下管线的有效应力地震反应分析

地下管线的地震反应与管线周围土体的动力特性以及管土之间的相互作用密切相关。在地震作用下,孔隙水压力的发展会导致土体有效应力的降低,并且影响土体的动力特性。根据有效应力方法以及土体的非线性动力本构模型,可以研究孔隙水压力的增长与消散、有效应力的降低以及土动力特性的变化。在地下管线与周围土体之间引入接触单元,来模拟管土之间的接触传递问题;通过有限单元法,对地下管线的地震反应进行了全过程地震反应分析的数值模拟。计算结果表明:在地震作用下,孔隙水压力的增长造成了土体的软化,使得土体的动力特性发生变化,因此管线的地震响应也发生了相应的变化。     

波流共同作用下海底管线周围海床的动力响应分析北大核心CSCD

针对埋设有海底管线的多孔介质海床,基于Biot动力固结理论,采用Pastor-Zienkiewicz III的动力弹塑性本构模型,建立了一个多孔介质的弹塑性海床模型,分析了波浪-海流共同作用下海底管线周围海床的动力响应规律,计算了波浪-海流共同作用下海床中超孔隙水压力的分布和表面波压力的分布规律,以及不同的海流速度对海床中超孔隙水压力分布的影响。结果表明:海流的存在对海床表面的波压力的波长和周期都有显著影响;海底管线等结构物的存在,减缓了管线以下海床中超孔隙水压力的累积。     

地下管线工程地震破坏等级划分标准

简要介绍了地下管线工程的地震破坏特点及类型，搜集整理了国内外地下管线工程地震破坏等级划分标准方面的有关标准、规定，对不同标准、规定进行了评述，在此基础上，以整个管网系统为评定对象，主要考虑管段破坏程度和单位长度管线破坏处数两个因素，将管网系统地震破坏细划为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏及毁坏5个等级，给出了一套新的地下管线工程地震破坏等级划分标准。     

隔震建筑柔性管线的抗震性能试验研究

隔震建筑的隔震层在罕遇地震作用时会发生较大的水平位移,这要求穿越隔震层的竖向管线系统必须采用柔性连接以维持建筑的使用功能。尽管相关规范、规程规定了柔性连接管线的构造方式,但其真实的变形能力尚缺乏试验研究。本文对具有不同密封构造(橡胶型、金属型和石棉型)和连接接头(抓斗式和卡套式)的柔性管线进行了循环加载试验,所有试件均预先充水加压至1.0 MPa或2.5 MPa,以密封泄漏、力学指标下降作为判断构件失效的依据。试验表明橡胶密封圈和金属密封圈能够有效地防止柔性管线的泄漏,而采用石棉密封圈的试件泄漏位移远小于另外两种密封圈。抓斗式接头用于柔性管线的连接是可行的,而卡套接头不能提供同等水平的抗震性能。定义了柔性管线损伤极限状态和损伤指数,得到了试验易损性曲线。建立了柔性管线力学模型,利用试验数据对其关键参数进行识别,以性能点力学指标为依据,准确再现了试件抗震性能,为建立整体结构多元模型奠定了基础。     

波流共同作用下海底管线周围海床的动力响应分析

针对埋设有海底管线的多孔介质海床,基于Biot动力固结理论,采用Pastor-Zienkiewicz III的动力弹塑性本构模型,建立了一个多孔介质的弹塑性海床模型,分析了波浪-海流共同作用下海底管线周围海床的动力响应规律,计算了波浪-海流共同作用下海床中超孔隙水压力的分布和表面波压力的分布规律,以及不同的海流速度对海床中超孔隙水压力分布的影响。结果表明:海流的存在对海床表面的波压力的波长和周期都有显著影响;海底管线等结构物的存在,减缓了管线以下海床中超孔隙水压力的累积。     

天津市道路塌陷根源分析及其防治对策

道路塌陷已成为天津市最主要的城市灾害,使社会经济遭受了严重损失,对其成因的研究及制定预防措施具有重要的理论意义及工程实用价值。以地质雷达管线探测、管内探测为主要手段,结合钻孔及水文地质资料,查明了道路塌陷异常区的分布、地下地层差异压实及管线破损情况,并得出了地质和水文地质条件是决定路面塌陷发生的内在因素,而路面的荷载及潜水面与污水管的水势是路面塌陷的直接原因。以此总结形成了"软塑土的差异压实+侧向位移—管线破损—动水—土体掏空—道路塌陷"的成因机制。最后提出了塌陷前按一定的砂、泥配比合理充填,及塌陷后管线间加内衬的防治对策。     

海底管线周围海床瞬时液化的数值分析

地震荷载作用下,海床液化是海底管线失稳的主要原因之一。本文采用Mohr-Coulomb模型和Drucker-Prager模型,基于饱和多孔介质的Biot动力固结方程,进行了有效应力分析;利用大型有限元计算软件ADINA,计算得到了海底管线周围海床土体中的超孔隙水压力及其变化规律,并在此基础上进行了瞬时液化分析。在数值计算的过程中,引入粘弹性人工边界的方法模拟地震波由有限域到无限域的传播,从而更为实际地反映了在地震作用下,海底管线周围土体的动力响应问题。     

滨海软土中爆炸冲击对盾构隧道的影响研究∗

随着地下工程与城市管网的布设日益发展,在规划设计阶段往往需要考虑潜在发生的安全事故影响,确定安全距离。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,结合天津滨海新区饱和软土特点,分析了可能发生的燃气管线爆炸所产生的冲击荷载对土中埋置盾构隧道的结构安全影响。运用有限元数值模拟,得到了隧道与管线的间距—隧道结构振速峰值的曲线关系;通过对标相关规范的振速限制,得到不同燃气压力下隧道—管线的安全避让距离关系。结果表明:随着燃气管道压强的增大,隧道—管线的安全避让距离呈现先增大后平稳的趋势。结论对于爆破与防护工程设计均具有重要的参考价值。     

一致渗漏供水管网渗漏模型研究

针对一致渗漏供水管网,提出了一致点式渗漏模型,使单点渗漏与整个管网的渗漏水平协调。在同一渗漏水平下,比较了不同渗漏模型和不同压力指数下,管网水力状态的变化。分析表明:节点水压对渗漏模型没有管线流量和渗漏流量那么敏感;渗漏模型中的压力指数对管网水力状态的影响不大。两类渗漏模型对直接连通水源的管线渗漏非常敏感;当直接连通水源的管线渗漏时,管网渗漏将集中到这几根管线上,与管网一致渗漏假定不符。在模拟管网一致渗漏时,需要先排除直接连通水源的管线的渗漏。     

基于CFD模拟分析的城市综合管廊火灾特性研究

城市综合管廊也就是通常所指的城市共同沟,是在地下建造的一个隧道空间,将多种市政管线集于一体.作为21世纪新型城市市政基础设施建设的重要标志之一,城市综合管廊已被越来越多的城市采用.城市综合管廊作为不经常下人的管道,一旦发生火灾事故,通常不会造成人员伤亡,但是火灾造成的高温和烟气会沿着管沟迅速蔓延,且因为该类管廊位于地下,发生火灾时不易被发现,火灾危险性较大.