مطالعه حالت هاي تغيير شكل خطوط لوله مدفون تحت جابجايي ماندگار زمين در محل گسل فعال

The study of deformation modes of buried pipelines under the permanent land displacement at the site of an active fault

رفتار لوله هاي مدفون تحت جابجايي گسل موضوعي پيچيده است. در زلزله هاي گذشته جابجايي 2/1 و 3 و 4 متر گسل گزارش شده است. مرور تحقيقات نشان مي دهد، شناخت حالت هاي خرابي لوله تحت جابجايي هاي بزرگ گسل، يك چالش است. در اين مقاله، تاثير پارامتر ضخامت لوله، بر رفتار لوله در تقاطع لوله و گسل بررسي شده است. رفتار لوله با تمركز بر جابجايي هاي بزرگتر از 1 متر گسل، مورد بررسي قرار گرفته است. با تحليل ديناميكي و در نظر گرفتن اندركنش خاك و لوله با نرم افزار المان محدود ABAQUS شبيه سازي انجام شده است. ابعاد مدل خاك و لوله و خصوصيات مصالح در تمامي نمونه هاي تحليل، ثابت بوده و مقدار جابجايي گسل (0/2 تا 3 متر) و ضخامت لوله (از 8/2 تا 20 ميلي متر) پارامترهاي متغير مقاله حاضر است. براي دو متغير مقدار جابجايي گسل و ضخامت لوله تحليل انجام گرفته است. مقدار حداكثر كرنش محوري و حالت هاي تغيير شكل لوله تحت جابجايي گسل مورد بحث قرار گرفته است. همچنين، اثر ضخامت لوله و مقدار جابجايي گسل بر مقدار كرنش جداره لوله در تحليل عددي در نتايج آورده شده است. در جابجايي كمتر از 1 متر، تغيير شكل لوله شبيه به حرف S بوده و كمانش موضعي در لوله رخ مي دهد. در جابجايي از 1/5 متر و بيشتر تغيير شكل لوله شبيه حرف Z است و چروكيدگي در لوله رخ مي دهد. در جابجايي بيشتر از 1/5 متر، تغيير شكل لوله بصورت اعوجاج و چروكيدگي است. در جابجايي بيشتر از 1 متر با افزايش ضخامت لوله، كرنش كاهش مي يابد. تغيير ضخامت لوله، مي تواند حالت خرابي لوله را تغيير دهد.

Pipe behavior under fault displacement is complex. In the past earthquake fault displacement of 2.1, 3 and 4 meters has been reported. Literature review shows understand failure modes of buried pipelines subjected to big fault displacement, is a challenge. In this paper, the influence of the thickness of the pipe on the response of the pipe under the fault displacement greater than 1 meter is studied. The quasi-static analysis by taking into pipe-soil interaction, by finite element simulation was performed with the ABAQUS software. Pipe and soil Dimensions and material properties of the soil and pipe is fixed in all analyzed. The fault displacement (0.2 to 3 meters) and the pipe thickness (from 8.2 to 20 mm) variable parameters of this article. For variable displacement faults and the thickness of the pipe, the pipe deformation After removing the fault, the thickness of the pipe and the amount of displacement of the fault on the behavior of pipe strain exists in the pipeline wall is extracted and discussed is located. The displacement of less than 1 meter, the pipes like the letter S and local buckling occurs in the pipeline. The displacement of 1.5 meters and more like the letter Z-pipe deformation and wrinkling occurs in the pipeline. The displacement of more than 1.5 meters, distortion, and wrinkling pipe is deformed. The displacement of more than 1 m by increasing the thickness of the pipe, the strain is reduced. Change the thickness of the pipe, the pipe failure mode changes.