刘晓峰， 杨树耕， 王　晗， 徐　蒙

(天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室， 天津 300072)



基于管土耦合作用的海底管道稳定性分析研究

刘晓峰， 杨树耕， 王晗， 徐蒙

(天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室， 天津 300072)

海底管道作为水下油气运输系统中重要的组成部分，其稳定性研究尤为重要。通过有限元软件ABAQUS，模拟铺设后未运行以及输送石油过程中的海床-管道耦合作用系统。通过对土体进行初始的应力平衡、管道自重载荷分析、管道-土体相互接触作用分析、内压载荷分析、水平屈曲分析，分别计算管道在铺设完成后及实际运行过程中的位移及应力。计算结果表明，管道运行中的温度差和压力差引起的大变形是导致管道失效的最主要原因。同时通过对比研究可知，海床土体的相关参数对管线发生屈曲变形都有不同程度的影响，影响的强弱程度取决于土体的刚度以及土体对管道水平向的抗力作用。

海底管道；海床土体；水平屈曲；稳定性；管土耦合

0　引言

随着海洋资源的不断开发，海洋工程逐步向深海领域发展。作为海洋油气集输与储运的重要组成部分，海底管道已成为深海海底油气田开发工程中的重要环节。由于深海海底环境复杂多变，土体特性及物理指标很大程度上不同于浅海土体，因此，研究深海海底管道在位稳定性显得尤为重要。

吴鑫[1]研究了管道在自重和静水压力作用下的沉降过程，但其研究是在静态载荷作用下的，并未考虑管道与土体之间接触面的相互作用。……