洪水对管道构成严重威胁,可能导致管道冲出、裸露甚至大范围漂浮。管道在动水作用力、浮力、重力及岸边土体抗力的共同作用下发生空间弯曲变形。建立洪水管道力学分析模型,考虑管-土间非线性相互作用、管道轴力和管材非线性等因素,推导了管道空间变形曲线方程和变形协调方程,采用迭代方法求解管道的应力与应变。基于解析方法开发计算程序,通过算例分析了不同管道参数、洪水参数条件下管道变形与应力-应变分布。建立各算例有限元模型,对比分析表明解析方法计算结果与有限元方法吻合较好。基于极限状态理论提出洪水管道的安全评定方法,并对案例管道进行了安全评定。

验证含裂纹油气管道的失效评定曲线,实例来源于某输油管线现场水压试验中爆裂的三个管段.给出基于J积分理论的含裂纹管道的失效评定曲线的基本方程,并采用有限元方法计算裂纹管道的J积分.对三个破坏的含裂纹管段,根据现场测量的裂纹尺寸和管材的力学性能试验数据,建立失效评定曲线,并与水压实验结果作比较,表明所建立的失效评定曲线的准确性.

简述管道导波检测理论基础。运用有限元分析法，对目前现场检测中应用的L（0，2）及T（0，1）模态导波在管中传播过程进行数值模拟研究。在模型的特定部位删除部分单元模拟腐蚀缺陷，分别对管一端加载轴向和切向瞬时位移载荷模拟L（0，2）模态和T（0，1）模态入射波，计算得到管道的瞬时动力学响应，对回波信号作频谱分析。计算结果表明，缺陷位置可以根据缺陷处回波信号到达时间和波速确定。给出缺陷回波反射系数与缺陷横截面积各影响因素之间的关系曲线，可以近似判定缺陷的几何尺寸。并提出以回波信号对缺陷横截面尺寸大小的综合灵敏度来检测、评价管道腐蚀缺陷的思路。