Numerical analysis of buried steel pipelines under earthquake excitations

Miad Saberi, Amir Mahdi Halabian, Mahmood Vafaian

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Earthquake Engineering & Geophysics

ABSTRACT: The performance of buried pipes is affected by seismic wave propagation and its incidence due to out-of phase induction motion. In this study, three dimensional finite element models have been employed to evaluate the effect of bend angle and soil mechanical properties on seismic response of buried pipe in bent area. In these models, beam and nonlinear spring elements were used to simulate pipe and soil-pipe interaction, respectively. Furthermore, a suitable boundary condition has been used to simulate far field effect more closely. The travelling of seismic waves was assumed to be parallel to a pipe leg, causing time lag in vibration of different points of model. The influences of geometrical parameters such as diameter-to-thickness ratio and embedment ratio on elbow strains were also considered. Results indicated that a direct relationship exists between soil stiffness and axial strains due to smaller slippage. Diameter-to-thickness is a definitive ratio for axial strain of bend while effect of the embedment ratio is small.

RÉSUMÉ: Emission des tremblant ondes ont dues d'imposer des movements d'hors de la phase qu'affecter sur les inhumé pipelines performances. Dans cette recherche, effet d'angle des courbes tubes et les mécaniques propriétés du sol a été. sur la frémissment réponse des inhumé tubes utilisation d'éxecution modèles de limitées en trois dimensions étudiées performances. Dans la susmentionné modèles pour la portraitiste de tube et interaction du sol- pipe ont appliquée les traits élements et les resorts elements, en ordre. Aussi pour la précise modélisation d'effet de loin terme est utilizé aux équivalentes limites conditions. Emission d,onde est supposé parallèlement à l'une des courbes branches en ce qu, est créée latence de la phase dans la vibration des différentes parties de modèle.L'impact des géométrique parameters comme le diameter au grosseur de tube et l'inhumé profondeur sur les courbettes de tuyau region sont examines d'autres cas dans cette etude. L'Analyse des résultats indiques qu'en raison de plus bas glisser dans les sols qu'a une plus dureté, la réponse des tubes sont plus dans ce sol. Aussi plus effet de diameter au grosseur de tube comparé avec l'inhumé profondeur sur les courbette valeurs, autres résultats que sont considérés.

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