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Buried pipelines with bends: analytical verification against permanent ground displacements1
Les méthodes d’analyse disponibles pour l’analyse des contraintes de pipelines enterrés contre les grands déplacements de sols permanents (PGDs « permanent ground displacements ») s’appliquent uniquement à des segments droits de pipeline. Par conséquent, une nouvelle méthodologie est ici proposée pour le calcul analytique des déformations de pipeline dans les courbures d’angle arbitraire et de rayon de courbure, situé hors de la zone de haute-courbure PGD, mais dans la longueur de pipeline sans ancrage. La méthodologie est basée sur l’analyse linéaire équivalente de la courbure, en supposant qu’elle se comportera comme une poutre arquée élastique soumise à des réactions de sol horizontal transversal et axial ultime uniformément réparties. La fin de la courbe vers la zone PGD subit un déplacement axial, calculé sur la base de la cohérence globale de déplacement le long du pipeline, tandis que l’autre extrémité est retenue par le segment de pipeline sans ancrage au-delà de la courbure. En utilisant cette approche, la force axiale maximale à proximité de la zone PGD peut être aussi calculée et par conséquent utilisée pour l’estimation des déformations de pipeline correspondant avec l’une des méthodes analytiques ou numériques disponibles pour les segments de pipeline droits. Les analyses par éléments finis non linéaires paramétriques sont effectuées afin de vérifier la méthodologie analytique et également tirer des conclusions d’intérêt pratique relatif à l’effet de courbure sur la conception du pipeline. [Traduit par la Rédaction]
Available analytical methodologies for the stress analysis of buried pipelines against large permanent ground displacements (PGDs) apply only to straight pipeline segments. Hence, a new methodology is proposed herein for the analytical computation of pipeline strains in bends of arbitrary angle and radius of curvature, located outside the PGD high-curvature zone, but within the pipeline’s unanchored length. The methodology is based on the equivalent-linear analysis of the bend, assuming that it will perform as an elastic arched beam subjected to uniformly distributed ultimate axial and transverse horizontal soil reactions. The end of the bend towards the PGD zone is subjected to an axial displacement, calculated on the basis of overall displacement compatibility along the pipeline, while the other end is restrained by the unanchored pipeline segment beyond the bend. Using this approach, the maximum axial force at the vicinity of the PGD zone can also be calculated and consequently used for the estimation of corresponding pipeline strains with any of the available numerical or analytical methodologies for straight pipeline segments. Parametric nonlinear finite element analyses are performed to verify the analytical methodology and also derive conclusions of practical interest regarding the effect of bends on pipeline design.
Buried pipelines with bends: analytical verification against permanent ground displacements1
Les méthodes d’analyse disponibles pour l’analyse des contraintes de pipelines enterrés contre les grands déplacements de sols permanents (PGDs « permanent ground displacements ») s’appliquent uniquement à des segments droits de pipeline. Par conséquent, une nouvelle méthodologie est ici proposée pour le calcul analytique des déformations de pipeline dans les courbures d’angle arbitraire et de rayon de courbure, situé hors de la zone de haute-courbure PGD, mais dans la longueur de pipeline sans ancrage. La méthodologie est basée sur l’analyse linéaire équivalente de la courbure, en supposant qu’elle se comportera comme une poutre arquée élastique soumise à des réactions de sol horizontal transversal et axial ultime uniformément réparties. La fin de la courbe vers la zone PGD subit un déplacement axial, calculé sur la base de la cohérence globale de déplacement le long du pipeline, tandis que l’autre extrémité est retenue par le segment de pipeline sans ancrage au-delà de la courbure. En utilisant cette approche, la force axiale maximale à proximité de la zone PGD peut être aussi calculée et par conséquent utilisée pour l’estimation des déformations de pipeline correspondant avec l’une des méthodes analytiques ou numériques disponibles pour les segments de pipeline droits. Les analyses par éléments finis non linéaires paramétriques sont effectuées afin de vérifier la méthodologie analytique et également tirer des conclusions d’intérêt pratique relatif à l’effet de courbure sur la conception du pipeline. [Traduit par la Rédaction]
Available analytical methodologies for the stress analysis of buried pipelines against large permanent ground displacements (PGDs) apply only to straight pipeline segments. Hence, a new methodology is proposed herein for the analytical computation of pipeline strains in bends of arbitrary angle and radius of curvature, located outside the PGD high-curvature zone, but within the pipeline’s unanchored length. The methodology is based on the equivalent-linear analysis of the bend, assuming that it will perform as an elastic arched beam subjected to uniformly distributed ultimate axial and transverse horizontal soil reactions. The end of the bend towards the PGD zone is subjected to an axial displacement, calculated on the basis of overall displacement compatibility along the pipeline, while the other end is restrained by the unanchored pipeline segment beyond the bend. Using this approach, the maximum axial force at the vicinity of the PGD zone can also be calculated and consequently used for the estimation of corresponding pipeline strains with any of the available numerical or analytical methodologies for straight pipeline segments. Parametric nonlinear finite element analyses are performed to verify the analytical methodology and also derive conclusions of practical interest regarding the effect of bends on pipeline design.
Buried pipelines with bends: analytical verification against permanent ground displacements1
2016
Article (Journal)
English
Buried pipelines with bends: analytical verification against permanent ground displacements
| British Library Online Contents | 2016
Buried pipelines with bends:Analytical verification against permanent ground displacements
| BASE | 2016
LF1--Permanent Ground Displacement Effects on Buried Pipelines
| British Library Conference Proceedings | 1993
| British Library Conference Proceedings | 2008