地震动水压力引发的充液管线附加应力

【摘要】：强烈地震作用可使地上充液管线内部流体产生较大的动水压力,而在管道结构与管内流体泊松耦合及连接耦合的联合作用下,地震动水压力又可使管线内部产生轴向及环向附加应力。因而地震动水压力及流固耦合作用可能会增强地震激励对充液管线的破坏作用。基于振型叠加法及反应谱理论,推导了充液管线内部流体地震动水压力的计算公式;基于管道流固耦合振动的行波模型,分析了地震动水压力产生于充液管道结构内的附加应力。结果表明:由强烈地震作用引发的管内流体动水压力为高幅值低频压力脉动;由于地震动水压力脉动频率与充液管线内部流体自振频率相接近,从而在流固耦合作用下,管流地震动水压力使管道结构产生了较大的轴向和环向附加应力,增大了地震作用下,管道结构被拉断、压破及失稳屈曲破坏的危险性。