بررسی پاسخ بالارانش خط لوله‌های مدفون در ماسه با استفاده از روش اجزاء محدود (مصالح با قانون جریان متحد)

Abstract

توانایی انتقال فرآورده‌های هیدروکربنی، همیشه عامل مهمی در توسعه و پیشرفت در زمینه نفت و گاز طبیعی در هر دو حالت ساحلی و فراساحلی بوده است. خط لوله‌ها از گذشته تاکنون، متداولترین وسیلة استفاده شده برای انتقال نفت خام و گاز طبیعی تولید شده هستند. امّا علیرغم سادگی استفاده از خط لوله‌ها برای انتقال فرآورده‌های نفتی مشکلاتی نیز گریبان‌گیر این شیوه می‌باشد، که از آن جمله می‌توان کمانش در اثر عبور نفت خام داغ، بالارانش در اثر قرارگیری در محیط‌های اشباع یا در اثر حرکات قائم زمین و . . . را نام برد. در این مقاله مطالعه عددی تعیین پاسخ بار- تغییر شکل لوله‌های مدفون در ماسه تا زمان ایجاد گسیختگی برشی کامل در خاک ماسه‌ای با قانون جریان متحد بر اساس روش اجزاء محدود (برنامهPLAXIS) و با استفاده از مدل رفتاری ارتجاعی- خمیری (الاستو- پلاستیک) مور- کولمب انجام شده است. همچنین گسترش مناطق خمیری (پلاستیک ) در توده خاک مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر نسبت کارگذاری لوله، λ، زاویه اصطکاک خاک، Ф، و نسبت پواسن خاک، υ، بر روی نتایج به طور مفصل مطالعه شده است. نتایج به دست آمده با بارهای گسیختگی محاسبه شده بوسیله تئوری‌های موجود متفاوتی که اغلب برای تعیین مقاومت در برابر بالارانش مهاری‌های نواری استفاده شده‌اند، مقایسه شده است.