地层水平错动下接头管道变形的评估方法、装置和设备

本技术涉及管道设备检测，尤其涉及地层水平错动下接头管道变形的评估方法、装置和设备。

背景技术：

1、常见的接头管道，如球墨铸铁管、铸铁管、陶土管、混凝土管道、钢筋混凝土管道等，在向居民供应日常用水的同时，也承担着将各种生产以及生活废(污)水、雨水排放功能。为了不占用地上使用空间，保护管道，不受人类生产活动影响，大多数管道的埋设于地下，难免经受一些地质灾害的风险考验，如在地层水平错动下，接头受剪力作用开裂，接头转角过大，管身受弯变形过大，这些均将导致接头管道正常服役功能退化。鉴于此，亟需一种地层水平错动作用下接头管道的受力变形评估方法，为接头管道的结构安全性评估提供理论依据。

技术实现思路

1、本技术提供一种地层水平错动下接头管道变形的评估方法、装置和设备，能够解决地层水平错动作用下接头管道的受力变形无法定量评估的问题。

2、为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、本技术实施例第一方面，提供一种地层水平错动下接头管道变形的评估方法，该方法包括：

4、获取接头管道在地层水平错动下的静止区均布载荷、错动区均布载荷、接头管道与地层相对运动时产生的屈服土阻力和屈服位移；

5、其中，静止区包括接头管道的第一接头端与交叉位置的第一管道区域，错动区包括接头管道的第二接头端与交叉位置的第二管道区域，交叉位置为地层错动面与接头管道的相交位置；

6、根据静止区均布载荷、错动区均布载荷、屈服土阻力、屈服位移、预设的接头管道的力平衡模型和力矩平衡模型，确定接头管道上的实际载荷分布；

7、根据实际载荷分布确定接头管道的形变参数，并根据形变参数评估接头管道的变形程度。

8、在一个实施例中，根据实际载荷分布确定接头管道的形变参数，并根据形变参数评估接头管道的变形程度，包括：

9、根据实际载荷分布确定接头管道的两个接头端的剪力、两个接头端的转角和接头管道的弯矩；

10、根据两个接头端的剪力、两个接头端的转角和接头管道的弯矩中的至少一个评估接头管道的变形程度。

11、在一个实施例中，根据静止区均布载荷、错动区均布载荷、屈服土阻力、屈服位移、预设的接头管道的力平衡模型和力矩平衡模型，确定接头管道上的实际载荷分布，包括：

12、根据静止区均布载荷、错动区均布载荷、屈服土阻力、屈服位移、预设的接头管道的力平衡模型和力矩平衡模型，得到静止区三角载荷分布和错动区三角载荷分布；

13、根据静止区均布载荷和静止区三角载荷分布之间的载荷分布差，得到静止区实际载荷分布；

14、根据错动区均布载荷和错动区三角载荷分布之间的载荷分布差，得到错动区实际载荷分布；

15、根据静止区实际载荷分布和错动区实际载荷分布，得到接头管道上的实际载荷分布。

16、在一个实施例中，根据实际载荷分布确定接头管道的两个接头端的剪力，包括：

17、根据错动区均布载荷作用在第一接头端的剪力，静止区均布载荷作用在第一接头端的剪力，错动区三角载荷分布作用在第一接头端的剪力，静止区三角载荷分布作用在第一接头的剪力，确定第一接头端的剪力；

18、根据错动区均布载荷作用在第二接头端的剪力，静止区均布载荷作用在第二接头端的剪力，错动区三角载荷分布作用在第二接头端的剪力，静止区三角载荷分布作用在第二接头的剪力，确定第二接头端的剪力。

19、在一个实施例中，根据实际载荷分布确定两个接头端的转角，包括：

20、根据错动区均布载荷作用在第一接头端产生的转角、静止区均布载荷作用在第一接头端产生的转角、错动区三角载荷分布作用在第一接头端产生的转角、静止区三角载荷分布作用在第一接头产生的转角，接头管道的刚性转动在第一接头产生的转角和静止区三角形载荷在与第一接头端相接的另一接头管道上产生的转角，确定第一接头端的转角；

21、根据错动区均布载荷作用在第二接头端产生的转角、静止区均布载荷作用在第二接头端产生的转角、错动区三角载荷分布作用在第二接头端产生的转角、静止区三角载荷分布作用在第二接头端产生的转角，接头管道的刚性转动在第二接头端产生的转角和静止区三角形载荷在与第二接头端相接的另一接头管道上产生的转角，确定第二接头端的转角。

22、在一个实施例中，根据实际载荷分布确定接头管道的弯矩，包括：

23、根据错动区均布载荷作用在接头管道的弯矩、静止区均布载荷作用在接头管道的弯矩、错动区三角载荷分布作用在接头管道的弯矩和静止区三角载荷分布作用在接头管道的弯矩，确定接头管道的弯矩。

24、在一个实施例中，获取接头管道与地层相对运动时产生的屈服土阻力和屈服位移，包括：

25、获取接头管道所处的地层类型和接头管道的管道属性参数，根据地层类型获取对应的地层属性参数；

26、根据管道属性参数和地层属性参数，确定接头管道与地层相对运动时产生的屈服土阻力和屈服位移。

27、在一个实施例中，获取接头管道在地层水平错动下的静止区均布载荷和错动区均布载荷，包括：

28、获取相对位置系数、地层错动面与接头管道的交叉角度、接头管道的刚性转动角度和地层的断层位移量，其中，相对位置系数为静止区的长度与接头管道的长度的比值；

29、根据相对位置系数、交叉角度、刚性转动角度、断层位移量、屈服土阻力和屈服位移，确定静止区均布载荷和错动区均布载荷。

30、本技术实施例第二方面，提供了一种地层水平错动下接头管道变形的评估装置，该装置包括：

31、获取模块，用于获取接头管道在地层水平错动下的静止区均布载荷、错动区均布载荷、接头管道与地层相对运动时产生的屈服土阻力和屈服位移；

32、其中，静止区包括接头管道的第一接头端与交叉位置的第一管道区域，错动区包括接头管道的第二接头端与交叉位置的第二管道区域，交叉位置为地层错动面与接头管道的相交位置；

33、确定模块，用于根据静止区均布载荷、错动区均布载荷、屈服土阻力、屈服位移、预设的接头管道的力平衡模型和力矩平衡模型，确定接头管道上的实际载荷分布；

34、处理模块，用于根据实际载荷分布确定接头管道的形变参数，并根据形变参数评估接头管道的变形程度。

35、本技术实施例第三方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本技术实施例第一方面中的地层水平错动下接头管道变形的评估方法。

36、本技术实施例第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本技术实施例第一方面中的地层水平错动下接头管道变形的评估方法。

37、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

38、本技术实施例提供的地层水平错动下接头管道的变形评估方法，通过获取接头管道在地层水平错动下的静止区均布载荷、错动区均布载荷、接头管道与地层相对运动时产生的屈服土阻力和屈服位移，然后根据静止区均布载荷、错动区均布载荷、屈服土阻力、屈服位移、预设的接头管道的力平衡模型和力矩平衡模型，确定接头管道上的实际载荷分布，最后根据实际载荷分布确定接头管道的形变参数，并根据形变参数评估接头管道的变形程度。其中，静止区包括接头管道的第一接头端与交叉位置的第一管道区域，错动区包括接头管道的第二接头端与交叉位置的第二管道区域，交叉位置为地层错动面与接头管道的相交位置。本技术提供的地层水平错动下接头管道的变形评估方法可定量分析地层水平错动发生在不同管段位置时形变参数，并根据形变参数评估接头管道的变形程度，为接头管道的安全性能评估提供理论依据。