摘要： 埋地管道抗震设计的控制要素是受外力作用下的管道变形以及由此而形成的分段管道接点之间的相对位移，分析了由地震引起的管道变形和相对接点位移的上限。本文提出了用伪静力分析的模型来研究各种物理作用，地质学以及地震学参数的结构抗震设计。

　　关键词： 埋地管道；抗震设计

　　中图分类号：U452.2+8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）04-0317-02

　　1 管道的地震破坏特性

　　管道对输电干线，结点和片断管线的破坏也是由于地震直接的或间接的影响。直接的地震破坏力量是：地震的地面摇动和震动；断层变位；以及建筑物的上升沉陷。间接的地震破坏力量，比如坍方和土壤液化引起的大量的土地触发性运动。

　　管线失效模式主要是由于建筑物的上升/沉陷，坍方或土壤液化是大面积灾难性的破坏。通常，如此的毁坏伴随着输电干线及片断管线的损坏，破坏面积中的大部分管线系统的线路和结点断开。

　　地震的摇动可能发展成为很大的地面张力以至于引起管的裂开或结点的分离，压缩能导致变形和弯曲，剪切能够引起管线的裂缝或裂开，弯曲能导致破裂。观察发现对于管线来说与刚性结点的失效远大于柔性结点。

　　得出结论，在埋地管道下面的地质环境影响了管道破坏的强度和/损坏频率。从数量上看，损坏一般至少发生在岩床中，小部分在粗粒土壤和大部分方面发生在细粒土壤，例如黏土或淤泥。

　　最近， 观察发现震害率最高发生在从土的转换层中。同时，震害数据统计显示管沿地震波的传播方向的损坏远大于沿正常的传播方向的损害。

　　2 埋地管道对地震的摇动反映

　　最近在一些包括地面摄影和模型试验的调查已经报导了埋地管道的地震反应，从这些调查中一般可概括为以下各项：

　　①大多数的现场数据显示埋地管道在地震中的位移接近于地面在纵向和横向晃动的方向的位移。在这些地下结构和地面之间的变位中感觉不到二者的不同。

　　②地下生命线的运动产生的惯性力非常小。在地震的时候地下生命线的反应（应力或变位）主要依赖地面沿着路线的变位特性。另一方面土地的变位特性受地下管道的影响很大。

　　③发现说在所有的情况中轴向应变高于弯曲应变起主要作用。弯曲应变在弯曲部件中的作用与在直线构件中的作用大小等级相当。从上述的研究可以发现地下生命线的反应是受地面沿着路线的相对变位支配而不是地面的加速度。地下生命线运动的容许的延性或韧性是这些结构的地震设计的最重要的传递因数。

　　3 消极的设计考虑

　　在缺乏地震设计编码的地下管道中，一些消极的设计考虑已经被工程师用于最大限制减少地震的损坏和危险的程度。下列各项是一些通常的工程实践和建议：

　　①超静定应该建造在配水系统之内。多根较小的管代替一个单一较大的管应该被用于使管的破坏量减到最少。

　　②放气阀应该安装在一个地震活动能被较高预见的区域，比如沿着一条断层线安放。依靠这个技术，在一个地震期间放气阀失效之后水会被输导到一个附近的水库里。

　　③易延展的管材料如钢，延性铸铁或塑料应该用于需要较大变形的管线。

　　④对于分段管，柔性结点如用橡胶填实的结点应该被用于为相对结点位移作准备。对于预期的较大的地面运动，应该用额外的抑制套管。同时，当较短的片断可以承受少量地面运动引起的应变时，也应该被用于地面抗震。

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