Skip to main content
SUPERVISOR
AmirMehdi Halabian,Farhad Behnamfar,Mahmood Vafaian
امیرمهدی حلبیان (استاد مشاور) فرهاد بهنام فر (استاد راهنما) محمود وفائیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Miad Saberi
میعاد صابری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Pipelines are often referred to as "lifelines" and this demonstrates they play an role for human life and safety. If such facilities are damaged in an earthquake, it will result in both spoiling of products and services and also threatening health and environment. Due to considerable length and wide geographical distribution of pipelines in comparison to other types of structures, they are subjected to different seismic hazards and various soil conditions. As a result, evaluation of pipeline plays a key role in engineering. Seismic wave propagations and its incidence affect operation of buried pipelines which influences safety of pipeline systems during and after earthquakes. This subject has been studied in the presented research. For this purpose, shell and beam models have been employed and connector elements are used for simulation of buried pipelines and soils, respectively. The connector elements are employed due to their more accuracy in simulation of soil hardening behavior in cyclic loadings, in comparison with spring elements. Moreover, a boundary condition has been used at the end of each branch of pipe that simulates their infinite length more closely. Also, spatial variation of the incident waves was regarded as a certain incidence angle causing time lag in vibration of different points and it was studied as an influencing parameter on pipeline system. The elbow angle is an important factor in response of pipeline systems. Generally, elbow angles in the range of 112.5 and 157.5 degrees are subjected to higher strains. The horizontal propagation of waves and parallel to one of branches, has the most influence on response of pipelines. Thickness and buried depth of pipes are other important parameters that influence the elbow strain. However, soil type should be considered as a factor which could increase or decrease the effect of thickness and buried depth. Pipelines in condensed soil have less slippage and higher axial strain. Results of shell models do not have a significant difference with beam models; however, shell models are preferred because of their ability to show response changes in cross section of pipes. Finally, maximum strain in buried pipeline as a result of wave propagation leads to plastic deformations and local buckling that are not as much to reach the failure point. Key Words: Buried Pipeline, Wave Propagation, Elbow, Numerical Model, Pipe-Soil Interaction
معرفی سیستم‌های خط لوله به عنوان شریان‌های حیاتی بیانگر اهمیت عملکرد آنها در حفظ ایمنی و سلامت عموم می‌باشد. اگر تأسیــساتی در یـک زلزله صـدمه ببیـند، نه تـنها بیـم تلف شدن خدمـات و محصولات می‌رود، بلکه احتمال اینـکه چنین صـدمه‌ای برای کارکنان آن تأسـیسات، محیـط زیست و عـامه مردم مستقیما خطر آفرین باشد نیز هست. یک سیستم خط لوله به علت گستردگی و گذر از یک ناحیه جغرافیایی وسیع، ممکن است با خطرات لرزه‌ای مختلف و شرایط گوناگون خاک، مواجه شود لذا بررسی آن‌ها تحت عوامل ناشی از زلزله از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. انتشار امواج و برخورد آن‌ها با لوله‌های مدفون از جمله عواملی است که در هنگام وقوع زلزله لوله‌ها را تهدید می‌کند، موضوعی که در این تحقیق به آن پرداخته می‌شود. برای این منظور از دو مدل تیر و پوسته برای شبیه‌سازی رفتار لوله و از المان‌های واسط برای مدل‌سازی خاک اطراف لوله استفاده شده است. المان‌های واسط به جای فنر بکار برده شده‌اند چراکه در مقایسه با فنر‌ها قابلیت شبیه‌سازی رفتار دقیقتر خاک با خاصیت سخت‌شوندگی تحت بارگذاری سیکلی را دارا می‌باشند. همچنین سعی شده از یک شرایط مرزی در انتهای لوله‌ها استفاده شود که طول بی‌نهایت لوله‌ها را شبیه‌سازی نماید. تاثیر زاویه انتشار موج در صفحات قائم و افق روی پاسخ لوله در خم که موجب تاخیر فاز در ارتعاش لوله‌ها می‌شود از جمله موارد بررسی شده در این تحقیق بشمار می‌رود. زاویه خم از جمله پارامتر‌های مهم در پاسخ لوله‌ی مدفون می‌باشد و خم‌هایی با زاویه‌ای در بازه 5/112 تا 5/157 معمولا کرنش‌های بیشتری را تجربه می‌کنند. انتشار موج با زاویه صفر درجه در صفحه قائم و موازی با یکی از شاخه‌های خم در صفحه افق، بیشترین تاثیر را روی پاسخ لوله‌ها داشته و دیگر اینکه ضخامت لوله و عمق مدفون از دیگر پارامتر‌های تاثیر گذار روی پاسخ لوله در زانویی می‌باشند که البته متناسب با جنس‌خاک مقدار تاثیر آن‌ها کم و زیاد می‌شود. لوله‌ها در خاک‌های سفت دارای لغزش کمتر و کرنش‌های محوری بیشتری می‌باشند. سطح پاسخ در مدل‌سازی‌ لوله با المان پوسته در مقایسه با مدل تیری تفاوت چندانی ندارد وفقط در مشاهده تغییرات سطح مقطع مدل پوسته ارجحیت دارد. در انتها لازم به ذکر است که ماکزیمم مقدار کرنش‌ها در لوله‌های مدفون در اثر انتشار موج منجر به تغییر شکل‌های پلاستیک و نهایتا کمانش‌های موضعی می‌شود که نشان از فاصله زیاد سطح کرنش‌ها تا حد گسیختگی دارد. کلمات کلیدی: لوله مدفون، انتشار موج، زانویی، مدل عددی، اندرکنش لوله-خاک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی