[發明專利]一種油氣管道橫穿滑坡的物理模型及試驗方法

在審

• 申請號: 201810392290.7
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108398531A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 郝憲杰;徐國梁;崔凡;文逸偉;郭海軍;何祥
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N21/84;G01N19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種滑坡損傷橫穿油氣管道的物理試驗平臺及方法，通過控制機構、觀測機構，降雨機構、管道機構、滑坡體滑落的承接裝置的高效配合，可觀測不同成分滑坡體沖擊橫穿油氣管道時的形態特征，測量不同速度、不同坡度、不同降雨量條件下滑坡沖下時橫穿油氣管道應力、應變變化，獲得橫穿油氣管道在滑坡沖擊下損傷破壞的判定條件，為采取合理的油氣管道保護措施提供有力依據。

所屬技術領域

本發明屬于巖土力學領域，提出了一種通過物理模擬試驗來研究滑坡對橫穿油氣管道影響的方法，此研究國內尚無先例，可填補相關領域的空白，對相關科研具有重要引領指導作用。

背景技術

油氣管道橫穿滑坡地災模型是研究滑坡對橫穿油氣管道的瞬時和長時影響，以及研究橫穿油氣管道損傷機理研究的重要內容，也是研究橫穿油氣長輸管道安全儲運的重要參考依據，該系統一方面可以模擬滑坡的形成條件與運動特征，另一方面可以研究滑坡發生過程中對橫穿油氣管道的影響，以得出滑坡坡度、降雨強弱不同時滑坡與橫穿油氣管道穩定性間的關系，為油氣管道穩定運行奠定基礎。通過研究滑坡對橫穿油氣管道的影響、破壞，進而為油氣管道鋪設方法、施工選址提供參考依據，為防護系統的選擇提供參考。

目前，在滑坡災害研究方面，劉建平研究發明了一種滑坡對管道影響的監測預警方法和系統；李強發明了一種輸油氣管道穿越表土層滑坡區的抗滑支撐應變防護方法；吳建德提出了一種礦漿管道在滑坡體、塌方體、地震斷裂帶的焊接工藝方法；孫光林發明提出一種室內滑坡模型試驗裝置及其試驗方法；劉吉夫研究了對地震滑坡災害測量方法，綜上可以看出，雖然目前國內有很多人針對滑坡與油氣管道的交互關系進行了大量的研究，但是尚無專門針對滑坡災害對橫穿油氣管道影響的試驗平臺，無類似模型平臺可以直接使用，現有試驗系統的性能指標均無法滿足油氣管道橫穿滑坡災害模型研究的需要。

因此有必要設計一種可以適用于多種巖土類材料的油氣管道橫穿滑坡的模型，目的是為橫穿油氣管道滑坡地災研究、相關施工單位提供準確可靠的技術支持與理論依據，這對于油氣管道橫穿滑坡地災的防治與研究具有重要參考價值。

基于以上思想，設計了一種油氣管道橫穿滑坡時的物理模型，并提出了相應的試驗方法。該模型和方法填補了當前油氣管道橫穿滑坡研究方面的不足，在相關領域處于領先地位，在未來實際工程中的應用具有廣闊的前景和重要意義。

發明目的

本發明的目的在于提出一種滑坡損傷橫穿油氣管道的試驗平臺，通過控制機構、觀測機構、降雨機構、管道機構、滑坡體滑落的承接裝置的高效配合，可觀測不同成分滑坡體沖擊橫穿油氣管道時的形態特征，測量不同速度、不同坡度條件下，油氣管道應力、應變變化，獲得橫穿油氣管道在滑坡沖擊下損傷破壞的判定條件，為采取合理的油氣管道保護措施提供有力依據。

一種油氣管道橫穿滑坡的物理試驗平臺包括：

控制機構：包括承載平臺、兩個液壓千斤頂、滑床，鋼管，可移動梯子，L型擋板，所述承載平臺平鋪于地面上，所述鋼管用鐵釘橫向固定于承載平臺上，距離承載平臺邊緣2m，所述液壓千斤頂布置于承載平臺上面，滑床下面，用于控制滑床的升降，所述滑床為滑坡體的載體，最下端開孔穿于鋼管上，中部由千斤頂支撐，所述L型塑料擋板貼付在滑坡體上，所述可移動梯子架，高5m，放置于承載平臺的側邊。

降雨機構：包括花灑式噴頭、塑料軟管、帶孔塑料方盤、水龍頭，可載物鐵架臺，所述載物鐵架臺用螺絲、底座固定于滑床最上部，所述帶孔塑料方盤用夾子固定在鐵架臺上，并水平放置，所述花灑式噴頭用夾子固定在載物臺上，噴頭位于方盤上方。

數據采集分析機構：包括應變片、數據線、應變分析儀、計算機、高速攝像機，所述應變片貼在管道上，并間隔插入滑坡體，所述數據線連接應變片和應變分析儀，所述應變分析儀連接數據線和計算機，所述高速攝像機分別用螺絲螺母固定在滑床側邊中部。