杨旭 竺柏康 郭健

1浙江海洋大学船舶与海运学院

2浙江海洋大学石油化工与环境学院

管道运输具有安全性高、成本低、输送连续性好、运行时间长、不易受到破坏等优点，一般用于输送油气、煤等特殊资源，提高运输效率的同时可避免浪费资源。但天然气管道运输也有缺点，因管线铺设距离长，对管道的失效检测、泄漏检测和后期维修更换造成了一定困难，特别是第三方对管道造成的破坏很难预防，如第三方施工、管道占压、打孔盗油（气）等。

第三方挖掘载荷作用于管道，严重时会直接造成管道破裂，导致输送介质的泄漏，对管道的防腐层造成不同程度的破坏，使管道更易发生腐蚀和应力集中等后果[1]。另外，由于管道内输送的介质是易爆的油气产品，一旦发生泄漏，将造成巨大的破坏和经济损失。因此，研究挖掘荷载作用对埋地输气管道的破坏具有现实意义。

郭健等[2]建立了埋地套管的三维有限元模型，分析埋地套管中心应力与地面施加载荷之间的关系，以及不同载荷下套管长度方向上的应力分布规律。吴龙飞[3]对海底管道剩余强度的预测方法进行了研究。本文建立基于管土相互作用的第三方挖掘作用下天燃气管道有限元模型，模型使用实体单元模拟土壤，壳单元模拟管道，面面接触算法模拟管土相互作用。基于该模型进行管道的失效过程分析，基于应力与应变准则对管道的安全性进行评价，开展工程常见参数的影响分析，以及不同挖掘位置、不同管径、壁厚的管道载荷分析。……