张 晓，帅 健

(中国石油大学(北京) 机械与储运工程学院，北京102249)

0 引言

油气长输管道所处地理环境复杂多变，常会受到滑坡、泥石流等自然灾害所引起的侧向载荷的作用。另外，管道具有细长、薄壁的结构特性，因此极易在外载荷下产生较大变形而丧失稳定性发生屈曲甚至断裂破坏，从而引发管道事故，影响管道的安全运行[1-5]。此外，预防地质灾害也是当前油气管道完整性管理的重要内容和技术难点[6]。近年来，油气长输管道向大口径、高钢级方向发展，2007年发布的API Spec 5L-2007开始将X90列入管线钢系列，这对于X90钢在油气管道上的大规模投产具有里程碑意义。对X90管道局部屈曲的研究是其安全设计中必不可少的内容[7-8]。Wolodko等[9-14]对管道的局部屈曲响应进行研究，认为管材性能对管道屈曲行为具有十分重要的作用；Zimmerman等[15-17]采用有限元数值模拟方法并结合试验证实了这一观点；全恺等[18]采用ABAQUS有限元软件模拟分析了API-X80和API-X90管道在走滑断层位移下的屈曲变形响应规律，并探讨了管道径厚比、内压等参数对屈曲的影响，但并未定量分析幂硬化指数和屈服强度等材料参数对屈曲临界载荷的影响；王峰等[19-20]采用有限元模拟讨论了管道几何参数和初始缺陷对于X70管道屈曲失稳时屈曲模式和屈曲临界载荷的影响，但其所研究的管道为小管径，同时也未定量分析管径和材料参数等对于屈曲临界载荷的影响，因此，得出的结论对于X90大口径管道的适用性还有待进一步考证。……