Разработка теоретических основ надежности незаглубленных морских подводных трубопроводов при сейсмических воздействиях

• Автор: Муравьева, Людмила Викторовна
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 290 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Е Современное состояние теории расчета подводных трубопроводов на динамические воздействия и пути ее совершенствования

1.1 Особенности работы морских трубопроводов при сейсмическом воздействии

1.2 Методы прогнозирования реакции подводных трубопроводов на сейсмическое воздействие
1.3 Вероятностный подход к расчету надежности сооружений и дальнейшего совершенствования теории безопасности и долговечности морских газопроводов
1.4 Развитие методов динамического расчета подводных трубопроводов в задачах динамики сплошных сред
1.5 Выводы
2. Моделирование динамического взаимодействия подводного трубопровода с окружающей средой
2.1 Построение модели динамического взаимодействия трубопроводной конструкции с окружающей средой
2.2 Декомпозиция модели взаимодействия трубопровода:
2.2.1 Приведение контактной задачи теории упругости, описывающей взаимодействие трубопровода с упругой средой к интегральным уравнениям 1-го рода
2.2.2 Интегральные уравнения контактной задачи в области Ь-изображений
2.2.3 Определение оригиналов функций, результирующих реакций упругого полупространства
2.3 Оценка достоверности расчетной модели системы «трубопровод -основание»
2.4 Моделирование динамического взаимодействия подводного трубопровода с окружающей средой
2.5 Исследование влияния грунтовых условий на динамику взаимодействия трубопровода с упругой полуплоскостью
2.6 Выводы
3. Вероятностное моделирование динамического поведения трубопровода, взаимодействующего с упругим полупространством, с учетом сейсмических воздействий
3.1 Построение модели «трубопровод - стохастическое основание»
3.2 Применение методики статистических испытаний для исследования вероятностной модели
3.2.1 Исследование вероятностной модели системы «трубопровод -основание»
3.3 Моделирование динамического поведения трубопровода с учетом сейсмических воздействий
3.3.1 Расчетные модели сейсмического воздействия
3.3.2 Движение сооружения при распространении по упругой среде
сейсмических возмущений
Пример расчета
3.4 Моделирование поведения подводных трубопроводов с учетом теории фильтрационной консолидации.
3.4.1 Теория фильтрационной консолидации
3.4.2 Исследование поведения трубопровода на деформируемом основании
3.5 Выводы
4. Построение и исследование динамической балочной модели с учетом стохастических свойств основания и случайного характера сейсмического воздействия
4.1 Обоснование инженерной расчетной модели подводной трубопроводной конструкции «трубопровод - основание - внешняя среда»

4.2 Инженерная (балочная) модель деформирования линейного участка подводного трубопровода с учетом взаимодействия сред
4.3 Замена упругого полупространства эквивалентным коэффициентом жесткости основания с учетом взаимодействия с грунтом и водными средами
4.4 Применение преобразований по Фурье и Лапласу к решению уравнений балочной модели
4.5 Построение вероятностной балочной системы при действии
сейсмической нагрузки
Пример расчета
4.6 Применение методов теории случайных функций для расчета морских
трубопроводов на упругом случайном основании
Пример расчета
4.7 Выводы
5. Безопасность и долговечность трубопроводных конструкций на упругом основании с учетом сейсмики
5.1 Связь параметров надежности, безопасности, долговечности, риска.
5.2 Анализ применения теории выбросов к оценке надежности трубопроводов
5.3 Оценка факторов риска потенциальных аварий на подводных трубопроводах
5.4 Исследование безопасности трубопроводной конструкции на упругом основании с учетом сейсмики
5.4.1 Безопасность трубопроводной конструкции на упругом основании в случае 6-ти балльного землетрясения
5.5 Разработка методики оценки уязвимости подводных незаглубленных трубопроводов
5.6 Выводы

Для оценки показателей безотказности, определяется статистическая зависимость, между отказами групп А и В, которая определяется при применении методов условных функций надежности [145].
Описанный подход применяется при отсутствии полной информации о распределении условных вероятностей отказов в группах.
Надежность линейной части трубопровода протяженностью Ь за период эксплуатации Т может быть определена по [70, 72, 145], при разбиении однородных участков на N групп
к^т) = пкхм,л (123)
здесь АЬ, - протяженность /-ой однородной группы, при независимости отказов на каждом из рассматриваемых участков.
Надежности группы участков Л,(АД, Т) определяются на основании установленной номенклатуры отказов, специфических для каждого участка группы.
Надежность /?|(АД,7) на основании теории систем определяется соотношением
Я, (ДД, Т) = р>? (X, г) э Л (Д4»Т)к8 (X, г) э £2,я(Д£„Г)1, (1.24)
здесь у< и - векторы качества характеризующие группы независимых
определяющих параметров; (АД,7) и О, (ДД,7) . допустимые области в пространстве качества для конструктивных подсистем А и В.
Вероятностью отказа параметров группы А при возникновении отказа в группе В (например, размытие грунтового основания может привести к критическому провисанию участка подводного газопровода, неустановившимся колебаниям, накоплению усталостных повреждений в результате вибрации свободного пролета с последующим разрывом трубы) определяет вероятность отказа системы [76, 77, 145].