تحلیل رفتار مکانیکی لوله های فلزی تقویت شده مدفون در خاک در برابر حرکات گسل و بار های انفجاری (با نگرش خاص به خطوط لوله گاز)

از جمله تهدیدهای بسیار جدی برای خطوط لوله، بلایای طبیعی و در راس آن زلزله است. مطالعات نشان می دهد که خرابی های شدید که منجر به از کار افتادگی کامل خط لوله می شود، عموما ناشی از حرکت ماندگار زمین در منطقه گسلش است. همچنین، انفجارهای تصادفی و عمدی در مجاورت خطوط لوله مدفون انتقال گاز میتوانند برای این خطوط لوله خطرآفرین باشند. بنابراین، خطوط لوله تحت بارگذاری هایی با ماهیت کاملا متفاوت قرار می گیرند. مطالعه رفتار مکانیکی خطوط لوله مدفون تحت این بارگذاری ها می تواند به ارائه راهکاری جهت تقویت خطوط لوله مدفون در مقابل انواع بارگذاری ها منجر گردد. این پایان نامه در چهار بخش عمده انجام شده است. در بخش اول تاثیر نسبت قطر به ضخامت و فشار عملیاتی خط لوله api 5l grade x65، بر ایجاد آسیب های مختلف در خطوط لوله مدفون و رفتار مکانیکی آنها تحت اثر گسلش امتداد-لغز توسط کد اجزا محدود غیرخطی abaqus مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این بخش از تحقیق نشان می دهد که اولین آسیب وارد بر خطوط لوله ای که تقریبا در حالت عمود بر صفحه گسل قرار دارند کمانش موضعی جداره لوله می باشد. همچنین بهترین زاویه تقاطع خطوط لوله با گسل بین صفر تا ?? درجه انحراف نسبت به حالتی است که خط لوله عمود بر صفحه گسل می باشد. در بخش دوم از پوشش کامپوزیتی کربن/اپوکسی جهت تقویت خطوط لوله ی مدفون x65 تحت اثر گسلش امتداد-لغز استفاده شده است. همچنین، تاثیر زاویه تقاطع خط لوله تقویت شده با گسل مورد بررسی قرار گرفته است. در خطوط لوله بدون فشار عمود بر صفحه گسل، استفاده از پوشش کامپوزیتی به ضخامت 1 میلی متر، جابجایی بحرانی گسل را حدود ???% افزایش می دهد. در ضمن با افزایش ضخامت پوشش کامپوزیتی، جابجایی بحرانی گسل به میزان چشم گیری افزایش پیدا می کند. در بخش سوم به بررسی رفتار مکانیکی خطوط لوله فولادی مدفون x65تحت بار انفجاری زیرسطحی پرداخته شده و از روش cel برای مدل سازی این بخش استفاده شده است. نتایج این بخش از تحقیق نشان می دهد که با افزایش فشار عملیاتی، ماکزیمم کرنش پلاستیک معادل ایجاد شده در جداره خطوط لوله تحت بار انفجاری زیرسطحی شدیدا کاهش می یابد. همچنین، ماکزیمم کرنش پلاستیک معادل ایجاد شده در جداره خطوط لوله با کاهش نسبت قطر به ضخامت کاهش می یابد. در بخش چهارم به بررسی تاثیر استفاده از پوشش کامپوزیتی کربن/اپوکسی بر رفتار مکانیکی خطوط لوله ی مدفون x65تحت بار انفجاری زیرسطحی پرداخته شده است. طبق نتایج این بخش از تحقیق، با افزایش ضخامت پوشش کامپوزیتی، میزان تغییر شکل لوله و به تبع آن ماکزیمم کرنش پلاستیک معادل ایجاد شده در جداره لوله کاهش پیدا می کند. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در اجرا، نگهداری و بهره برداری از خطوط لوله مدفون در مناطق دارای گسل های فعال و مناطقی که احتمال انفجار وجود دارد استفاده شود.