顾世祥，梅 伟，唐 畅，杨 帆，霍玉国，曹子君

（1.云南省水利水电勘测设计研究院，昆明650021；2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室工程风险与防灾研究所，武汉430072）

0 引 言

滇中引水工程跨越金沙江、澜沧江、红河、南盘江四大水系，穿越横断山系高中山地貌区及滇中、滇东盆地山原区，沿线涉及多条地震带。活动断裂带突发地震带来的断层错动会导致埋地管道受力发生“S”型变形，管道可能因发生局部拉伸破坏或压缩破坏而失效，不利于整个输水管道工程的安全运行，甚至会带来严重的次生灾害［1］。研究典型跨断层埋地管道响应能够为保障活动断裂带输水管道安全提供参考依据，对输水管道工程防震减灾具有十分重要的意义。

跨断层埋地管道分析方法包括理论解析法和数值模拟法。解析方法通常以索模型或梁模型为基础进行研究，该方法难以分析管道受压和管截面大变形的情况［2］。数值模拟方法是研究埋地管道地震响应的重要手段，管-土相互作用建模方式是数值模拟方法中的重要环节，主要包括两种方法：土弹簧法和接触面法。Vazouras 等［3，4］采用非线性接触面，用壳单元和实体单元分别模拟管道和土体，对管道在走滑断层作用下进行了精细化数值模拟。目前，国内外埋地管道抗震设计指南（例如GB/T50470-2017［5］；ALA，2005［6］；PRCI，2004［7］）推荐采用土弹簧法进行跨断层埋地管道响应分析。土弹簧法相比于接触面法具有计算时间短、收敛性好及应用广泛的特点［8］。ABAQUS 软件中基于土弹簧法开发的PSI 接触单元能够合理地表征管-土相互作用的非线性行为，在埋地管道和周围土体的相互作用分析中广泛应用［9-11］。……