Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (профессор)
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Эксплуатация в сложных природно-климатических условиях и большая протяженность магистральных газонефтепроводов обусловливает необходимость поиска новых решений для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации объектов трубопроводного транспорта. Предложенная в статье методика основана на построении функции сейсмической уязвимости заглубленного в грунт магистрального трубопровода расчетным динамическим анализом напряженно-деформированного состояния в условиях недостатка экспериментальной информации.
трубопровод, уязвимость, повреждение, сейсмическое воздействие, акселерограмма, динамический расчет.
1. Введение
Землетрясение — одна из немногих природных опасностей, для которых в России и других странах накоплен, обобщен и частично проанализирован значительный массив данных о разрушении различных строительных объектов при сейсмическом воздействии разной интенсивности. Основные результаты такого анализа представляют законы разрушения зданий и сооружений в виде зависимостей, получивших название функций сейсмической уязвимости.
Функции сейсмической уязвимости связывают вероятность наступления не менее определенной или определенной степени повреждения объекта с интенсивностью землетрясения. Известные функции уязвимости получены, как правило, на основе статистической обработки материалов последствий землетрясений.
Поражающее сейсмическое действие землетрясения на объекты обычно описывают случайной величиной, а функцию уязвимости аппроксимируют одномерной нормальной функцией. В связи с дефицитом сейсмической информации и недостатком объективных данных о последствиях опасного воздействия на магистральные трубопроводы (МТ) предлагается для критериев повреждаемости (уязвимости) трубопроводов использовать расчетный аппарат — апробированные программные средства математического моделирования динамики МТ на сейсмические воздействия.
Объекты нефтегазового комплекса характеризуются высокой уязвимостью при сейсмическом воздействии с серьезными техническими, экономическими и экологическими последствиями. Поэтому предлагаемый новый метод оценки сейсмической уязвимости МТ в условиях дефицита информации является эффективным средством повышения сейсмической безопасности трубопроводного транспорта.
Рассмотрим в качестве элементов риска МТ, транспортирующие углеводородное сырье — нефть и газ. Повреждения линейной части (ЛЧ) МТ охарактеризуем тремя степенями: слабые, средние и полные. К слабым повреждениям отнесем упругую деформацию линейной части и пластическую деформацию отдельных участков без нарушения герметичности трубопровода. К средним — значительные пластические деформации линейной части, образование свищей на отдельных участках трубопровода. Полным повреждением (или разрушением) будем считать большие горизонтальные и вертикальные смещения линейной части, массовое образование свищей и трещин, «гильотинный разрыв» трубопровода на отдельных участках.
