[发明专利]一种油气管道横穿滑坡的物理模型及试验方法

说明书

本发明公布了一种滑坡损伤横穿油气管道的物理试验平台及方法，通过控制机构、观测机构，降雨机构、管道机构、滑坡体滑落的承接装置的高效配合，可观测不同成分滑坡体冲击横穿油气管道时的形态特征，测量不同速度、不同坡度、不同降雨量条件下滑坡冲下时横穿油气管道应力、应变变化，获得横穿油气管道在滑坡冲击下损伤破坏的判定条件，为采取合理的油气管道保护措施提供有力依据。

所属技术领域

本发明属于岩土力学领域，提出了一种通过物理模拟试验来研究滑坡对横穿油气管道影响的方法，此研究国内尚无先例，可填补相关领域的空白，对相关科研具有重要引领指导作用。

背景技术

油气管道横穿滑坡地灾模型是研究滑坡对横穿油气管道的瞬时和长时影响，以及研究横穿油气管道损伤机理研究的重要内容，也是研究横穿油气长输管道安全储运的重要参考依据，该系统一方面可以模拟滑坡的形成条件与运动特征，另一方面可以研究滑坡发生过程中对横穿油气管道的影响，以得出滑坡坡度、降雨强弱不同时滑坡与横穿油气管道稳定性间的关系，为油气管道稳定运行奠定基础。通过研究滑坡对横穿油气管道的影响、破坏，进而为油气管道铺设方法、施工选址提供参考依据，为防护系统的选择提供参考。

目前，在滑坡灾害研究方面，刘建平研究发明了一种滑坡对管道影响的监测预警方法和系统；李强发明了一种输油气管道穿越表土层滑坡区的抗滑支撑应变防护方法；吴建德提出了一种矿浆管道在滑坡体、塌方体、地震断裂带的焊接工艺方法；孙光林发明提出一种室内滑坡模型试验装置及其试验方法；刘吉夫研究了对地震滑坡灾害测量方法，综上可以看出，虽然目前国内有很多人针对滑坡与油气管道的交互关系进行了大量的研究，但是尚无专门针对滑坡灾害对横穿油气管道影响的试验平台，无类似模型平台可以直接使用，现有试验系统的性能指标均无法满足油气管道横穿滑坡灾害模型研究的需要。

因此有必要设计一种可以适用于多种岩土类材料的油气管道横穿滑坡的模型，目的是为横穿油气管道滑坡地灾研究、相关施工单位提供准确可靠的技术支持与理论依据，这对于油气管道横穿滑坡地灾的防治与研究具有重要参考价值。

基于以上思想，设计了一种油气管道横穿滑坡时的物理模型，并提出了相应的试验方法。该模型和方法填补了当前油气管道横穿滑坡研究方面的不足，在相关领域处于领先地位，在未来实际工程中的应用具有广阔的前景和重要意义。

发明目的

本发明的目的在于提出一种滑坡损伤横穿油气管道的试验平台，通过控制机构、观测机构、降雨机构、管道机构、滑坡体滑落的承接装置的高效配合，可观测不同成分滑坡体冲击横穿油气管道时的形态特征，测量不同速度、不同坡度条件下，油气管道应力、应变变化，获得横穿油气管道在滑坡冲击下损伤破坏的判定条件，为采取合理的油气管道保护措施提供有力依据。

一种油气管道横穿滑坡的物理试验平台包括：

控制机构：包括承载平台、两个液压千斤顶、滑床，钢管，可移动梯子，L型挡板，所述承载平台平铺于地面上，所述钢管用铁钉横向固定于承载平台上，距离承载平台边缘2m，所述液压千斤顶布置于承载平台上面，滑床下面，用于控制滑床的升降，所述滑床为滑坡体的载体，最下端开孔穿于钢管上，中部由千斤顶支撑，所述L型塑料挡板贴付在滑坡体上，所述可移动梯子架，高5m，放置于承载平台的侧边。

降雨机构：包括花洒式喷头、塑料软管、带孔塑料方盘、水龙头，可载物铁架台，所述载物铁架台用螺丝、底座固定于滑床最上部，所述带孔塑料方盘用夹子固定在铁架台上，并水平放置，所述花洒式喷头用夹子固定在载物台上，喷头位于方盘上方。

数据采集分析机构：包括应变片、数据线、应变分析仪、计算机、高速摄像机，所述应变片贴在管道上，并间隔插入滑坡体，所述数据线连接应变片和应变分析仪，所述应变分析仪连接数据线和计算机，所述高速摄像机分别用螺丝螺母固定在滑床侧边中部。