图1 管道受横向滑坡作用力分析

表1 管道模型参数

表2 管道材料参数

表3 滑床模型参数

图2 管道-滑床模型

坡演变过程，分析不同时刻下管体应力、应变及位移情况，研究管道与滑坡土体的相互作用规律，为航油管道的防护工作提供理论支撑与技术指导。

1 管道滑坡受力模型

按引起滑动的力学性质可以将滑坡分为牵引式和推移式两类：牵引式滑坡下部先滑使上部失去支撑而变形滑动；推移式滑坡上部岩土层滑动挤压下部而产生变形滑动[5]。牵引式滑坡为引起成彭管道破坏的主要形式，管道横穿滑坡体受力分析如图1所示。

根据管道横穿滑坡体受力特征作出如下假设：

（1）管道是连续的，管道各处力学性质均一；

（2）管长l范围内作用的滑坡推力视为均布力q；发生牵引式滑坡后，被动土压力p（x）=0；

（3）滑坡变形体外的管道看作小变形的半无限长的梁；

（4）忽略管道的轴向变形和轴向应力；

（5）不考虑A、B点处的端效应，按无限长梁进行计算。

2 仿真模型建立

2.1 结构和材料参数

根据以上假设，结合成彭管道现场实际，设置结构和材料参数。以管径325mm，管壁厚7.1mm的航油输油管道为例，管道全长30m，滑坡段长度10m，管道埋深1.5m，管材采用L245钢，屈服强度245MPa，杨氏模量210GPa，泊松比0.3，详细模型材料参数如表1-表3所示。采用CAD软件建立三维管道-滑床模型如图2所示。

2.2 接触模型

离散元法从微观结构角度着手，将土体看成是由土颗粒组成，土体的宏观力学特性取决于颗粒与颗粒之间接触方式的几何、物理特性。在EDEM中颗粒的运动遵循牛顿第二定律并且允许颗粒间产生重叠。颗粒的破坏主要有剪切破坏和张拉破坏两种方式，由于介质内颗粒接触状态的变化决定了介质的本构关系，当颗粒发生破碎时土体的宏观力学特性也会发生相应变化。因此，在离散元软件计算中只需定义材料的本征参数、颗粒的基本接触参数和接触模型参数。