外部包覆水下管路之抗震分析 張智榮、梁卓中
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摘 要
水下隧道、輸油管、工業原料輸送管…等近岸結構，可能受到地震或石油、礦產開採之爆破工程中所產生震波所損壞，因 此如何對抗爆炸而產生的震波為管路整體結構安全重要的一環，如何增加水下管路結構抗震能力則為極其重要之工作，目 前增加水下管路抗震的方式有從管路材料、結構構型、外加防護殼以及外包覆材料等方式著手。本論文採用外包覆方式增 強水下管路之抗震能力為研究對象。 首先，本論文應用非線性有限單元ABAQUS/USA軟體進行Kwon等人[13]研究之遠場 側炸圓筒殼的動態反應作為驗證實例，其次，探討未包覆與包覆之水下管路結構承受爆震波之動態反應差異，研究內容包 括沒有任何防護結構的水下鋼管、外層包覆混凝土防護層之水下鋼管、埋入海床沙中之外包覆混凝土防護層的鋼管、在內 部充滿水的情況下外包覆混凝土防護層再埋入海床沙中之鋼管;並與Gong等人[16]等人之數值結果比較討論。本論文之研究 成果應可提供水下管路設計參考應用。
關鍵詞 : 管路、水下爆炸、抗震、防護結構
目錄
第一章 緒論 第二章 ABAQUS/USA基本理論 2.1 ABAQUS軟體功能[20][21] 2.2 ABAQUS/USA之基本理論[20][21] 2.2.1 流 體方程式(Fluid-surface equations) 2.2.2 流固藕合方程式(Coupled fluid-structure interaction equation) 2.3 ABAQUS/USA 於水下 爆震之分析技巧 2.3.1 前處理 2.3.2 ABAQUS/USA主程式處理器 2.3.3 有限元素種類 2.3.4 邊界條件 2.3.5 ABAQUS/USA收 斂準則 2.3.6 後處理 2.4 爆震波之經驗公式 第三章 數值驗證–水下圓筒殼之抗震研究 3.1 問題描述 3.2 有限元素模型 3.3 數 值分析 第四章 實例分析–水下管路之抗震分析 4.1 問題描述 4.2 有限元素模型 4.3 結果與討論 4.3.1 水下管路置於海床之上 4.3.2 水下管路埋於海床之中 第五章 結論與未來展望 參考文獻
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