3D Modeling of Lateral Behavior of Surface Laid Pipelines

B. Hawlader

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: INFRASTRUCTURE - III Pipelines & Tunnels

ABSTRACT: On bottom stability of offshore high internal pressure / high temperature (HP/HT) pipelines with respect to lateral buckling and pipeline-walking is an important design issue. The SAFEBUCK joint industry project has provided guidance on characterizing the pipe soil response. However, a potential gap exists between its small scale pipe-soil element tests and the true three-dimensional buckling behavior. A three dimensional apparatus, developed at C-CORE to model offshore risers in the touchdown zone using a geotechnical centrifuge, has been repurposed to model the on-bottom stability of surface laid pipelines. At elevated g-levels, hundreds of meters of pipe can be modelled including a single lateral buckle. Cyclic variations of axial feed-in simulating fluctuations in operating pressure and temperature are applied using a displacement controlled system. This paper demonstrates the technology to categorize combined lateral and axial resistance at large displacements through a comparison of physical testing and numerical modeling.

RÉSUMÉ: La stabilité des pipelines extracôtiers en termes de flambage latéral et de mouvement incrémental (« pipeline-walking ») est un problème de conception important. Le projet conjoint mené par l'industrie « SAFEBUCK » ont présentés des éléments caractérisant de la réponse de la conduite et du sol. Toutefois, un écart existe potentiellement entre les résultats de tests menés à petite échelle sur les éléments de conduite-sol et le véritable comportement tridimensionnel occasionné par le flambage. Un montage tridimensionnel, développé à C-CORE pour modéliser les pipelines dans la zone de toucher à l'aide d'une centrifugeuse géotechnique, a été adapté et utilisé afin de modéliser la stabilité des pipelines déposés au fond de la mer. Sous des forces g élevées, des centaines de mètres de conduites peuvent être simulés tout en mettant ns de pression de fonctionnement et de température sont appliquées en utilisant un système de déplacement contrôlé. Cette combinées en comparant les résultats produits à partir de tests physiques et de modélisation numérique.

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Cite this article:
B. Hawlader (2016) 3D Modeling of Lateral Behavior of Surface Laid Pipelines in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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