بررسی رفتار لوله های مدفون در راستای عمود بر گسل با استفاده از تحلیل اجزای محدود

در این تحقیق لوله مدفون در عمق خاک با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس مورد تحلیل قرار گرفته است و نیروهای واحد طول محوری و قائم که با توجه به حرکت نسبی زمین به خط لوله اعمال شده است نشان داده شده و میزان تنش در امتداد یک خط لوله مدفون محاسبه شده است.در این برنامه اندرکنش بین لوله مدفون و خاک اطراف آن توسط المان‌های معمول تیری، لوله ای و یا زانویی که در برنامه وجود دارد، مدل می‌شود. رفتار خاک اطراف و اندرکنش لوله-خاک توسط المان‌های اندرکنشی لوله-خاک مدل می‌شود. این المان‌ها فقط درجات آزادی تغییر مکانی در گره های خود دارند. یک طرف این المان‌ها دارای گره مشترک با تیر، لوله و یا زانویی قرار گرفته در زیر خاک می‌باشند. گره های طرف دیگر نماینده سطح حوزه دور، مثل سطح زمین، می‌باشند و تعیین کننده حرکت حوزه دور زمین هستند. این المان‌ها به گونه ای تعریف شده‌اند که از یک طرف با گره‌های مشترکی به المان‌های خط لوله مدفون متصل شده‌اند و از طرف دیگر رفتار حوزه دور زمین را که در آن حرکت زمین تعیین شده است، تعریف می‌کنند. طرف حوزه دور و طرفی که با المان‌های خط لوله دارای گره مشترک هستند با اتصال المانی تعریف شده‌اند.خط لوله از فلز کامل، با مدول یانگ برابر 8/206 (Gpa)، نسبت پواسون برابر 3/0 و تنش تسلیم برابر 7/413 (Mpa) ساخته شده است. رفتار اندرکنش لوله-خاک، الاستیک-پلاستیک کامل است. المان‌های بین گره های خط لوله و زمین برای مدل سازی اندرکنش لوله-خاک یک سختی داخلی را ایجاد می‌کنند، که با فنر های خطی یا غیرخطی مدل می‌شوند؛ که در این تحقیق با فنر های غیرخطی مدل شده‌اند. رفتار فنر های غیرخطی الاستیک است تا وقتی که بارگذاری معکوس باعث ایجاد تغییرش کل های دائمی نشود. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که تغییرش کل های ماندگار در مدل اندرکنشی لوله-خاک در نزدیکی گسل در امتداد جهت‌های محوری و قائم با رفتاری کاملاً الاستیک نسبت به فاصله از گسل، اتفاق می‌افتد. همچنین رفتار خط لوله کاملاً الاستیک می‌ماند به علاوه همگونی مناسب با پاسخ راه حل مرجع وجود دارد که اختلاف ناچیز بین راه حل‌ها را می‌توان با تفاوت تراکم مش‌ها توجیه کرد. نیروی واکنشی در دو انتهای خط لوله و ماکزیمم تغییر مکان خط لوله هم با روش مرجع همخوانی مناسبی دارند.

Keywords:

لوله مدفون , گسل , اجزای محدود , نرم افزار آباکوس