滑坡地质灾害作用下 航油管道力学响应分析


图3 基本接触参数待标定变量

图4 接触模型参数待标定变量

图5 管道-滑坡体模型

图6 管道x方向临空

图7 管道与颗粒失去接触

表4 滑坡土颗粒模型参数

(1)本征参数

本征参数包括材料的密度、泊松比和剪切模量,这类参数是材料自身的特性参数,可以通过查阅相关文献和物性手册等进行获取。

(2)基本接触参数

基本接触参数包括颗粒-颗粒(颗粒-几何)碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数。由于材料的质量、形状、湿度等外界条件对这一类参数影响较大,因此无法通过物性手册或数据库供查阅,通常需要采用实验测定或“虚拟实验”标定,基本接触参数待标定变量如图3所示。

(3)接触模型参数

接触模型参数是指所采用的特殊接触模型需要额外的模型参数,如Hertz-Mindlin with JKR模型的能量密度参数,Hertz-Mindlin粘结模型的临界应力参数等。这类参数由于是模型化的,很难与物料实际的特性直接换算,通常必须采用“虚拟实验”标定,接触模型参数待标定变量如图4所示。

笔者采用Hertz-Mindlin粘结模型和线性粘聚力接触模型模拟颗粒-颗粒接触特性,采用Hertz-Mindlin with KR模型模拟颗粒-管道接触特性。通过标定参数,采用JKR接触模型能量密度为230J/m3,颗粒-颗粒静摩擦系数为0.30,颗粒-颗粒滚动摩擦系数为0.20,颗粒-几何体静摩擦系数为0.25,其他滑坡土颗粒模型参数如表4所示。按照接触模型参数建立管道-滑坡体模型,如图5所示。

3 管道-土体相互作用规律分析

发生滑坡后,管道前方(x轴正方向)失去土体的支撑接触,出现小范围的临空空间,如图6所示,位于管道