Fault Movement Effects on Buried Oil Pipeline

Kennedy, R.P.; Williamson, R. Anthony; Chow, Andrew M.

doi:10.1061/tpejan.0000659

Cited by 214 publications

(32 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Over the past 30 years, analytical models for strike-slip faulting have been developed by Newmark and Hall (1965), Kennedy et al (1977), and more recently Karamitros et al (2007). However, relatively little attention has been given to developing analytical models for predicting the response of pipelines subjected to normal or reverse faulting.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical Modeling of Buried HDPE Pipelines Subjected to Normal Faulting: A Case Study

et al. 2013

View full text Add to dashboard Cite

A systematic study is presented herein on the seismic response of buried pipelines subjected to ground fault rupture in the form of normal faulting. In this study, advanced computational simulations are conducted in parallel with physical testing using a geotechnical centrifuge. For the numerical simulations, the pipeline was modeled using isotropic 3-D shell elements and the soil was modeled using either 1-D spring elements or 3-D solid (continuum) elements. The results from continuum finite-element analyses are compared with those from a Winkler-type model (in which the pipe is supported by a series of discrete springs) and with results from centrifuge tests. In addition, via appropriate modeling of the soil-pipe interaction, the q-z relation of the soil medium is elucidated for normal faulting events. The numerical analysis results demonstrate the potential for continuum modeling of events that induce pipe-soil interaction and results in improved understanding of pipe-soil interaction under normal faulting.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical Modeling of Buried HDPE Pipelines Subjected to Normal Faulting: A Case Study

et al. 2013

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The comparison between the two models is summarized in Table 3. 4, and shows that the results are again in reasonable agreement. Based in all previous comparisons, it can be concluded that model M60-NS can be employed for an efficient simulation of pipeline behavior.…”

Section: Finite-length Pipeline Subjected To Tensionsupporting

confidence: 60%

Mechanical behavior of buried steel pipelines crossing active strike slip faults

Βαζούρας¹

View full text Add to dashboard Cite

Λόγω της αυξανόμενης ζήτηση για νέα μεγάλα έργα αγωγών πετρελαίου και φυσικού αερίου σε όλο τον κόσμο, η παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνά την συμπεριφορά των υπογείων μεταλλικών αγωγών που διέρχονται από επικίνδυνες γεωμορφολογικά περιοχές στις οποίες παρατηρούνται ρήγματα οριζόντιας ολίσθησης. Η διατριβή βασίζεται σε ένα αποτελεσματικό συνδυασμό λεπτομερών αριθμητικών προσομοιώσεων και αναλυτικών λύσεων κλειστής μορφής. Αρχικά μια εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση διεξάγεται για την αξιολόγηση και την εκτίμηση των διαθέσιμων αναλυτικών και αριθμητικών μοντέλων, πειραματικών αποτελεσμάτων και των διαθέσιμων λογισμικών του εμπορίου. Επί πλέον, γίνεται μια καταγραφή των κανονισμών που χρησιμοποιούνται στον σχεδιασμό των αγωγών αυτών δίνοντας έμφαση στους κανονισμούς που προσεγγίζουν τον σχεδιασμό με βάση τις επιτρεπόμενες παραμορφώσεις. Η αλληλεπίδραση του συστήματος εδάφους-αγωγού διαμορφώνεται μέσω της χρήσης πεπερασμένων στοιχείων, χρησιμοποιώντας ένα γενικής χρήσης πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων. Πρώτα παρουσιάζεται μια λύση κλειστής μορφής για τη σχέση δύναμης-μετατόπισης ενός υπόγειου αγωγού ο οποίος υποβάλλεται σε εφελκυσμό, τόσο για αγωγούς πεπερασμένου όσο και άπειρου μήκους. Η λύση αυτή χρησιμοποιείται υπό μορφή μη γραμμικών ελατηρίων στα δύο άκρα του αγωγού σε λεπτομερή μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων, επιτρέποντας έτσι την αποτελεσματική μη γραμμική ανάλυση του συστήματος εδάφους-αγωγού σε μεγάλες μετακινήσεις ρηγμάτων οριζόντιας ολίσθησης. Η ανάλυση λαμβάνει υπ όψη την θεωρία μεγάλων παραμορφώσεων, ανελαστική συμπεριφορά του υλικού τόσο του αγωγού όσο και του περιβάλλοντος εδάφους, καθώς και τις συνθήκες επαφής και τριβής στη διεπιφάνεια εδάφους-αγωγού. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάστηκε η επίδραση διαφόρων παραμέτρων του εδάφους και του αγωγού στην μηχανική συμπεριφορά του αγωγού. Θεωρήθηκαν λόγοι D/t και υλικά, αντίστοιχα με αυτά που χρησιμοποιούνται σε αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου. Ερευνήθηκε επίσης η επιρροή της εσωτερικής πίεσης στην συμπεριφορά του αγωγού. Η ανάλυση διεξάγεται με επιβολή της μετακίνησης του ρήγματος μέσω στοιχειωδών βημάτων. Κατάλληλα κριτήρια αστοχίας του χαλύβδινου αγωγού χάλυβα καθορίστηκαν και ελέγχονται καθ’ όλη την ανάλυση. Τα αριθμητικά αποτελέσματα παρουσιάζουν σε μορφή διαγράμματος, την μετακίνηση του ρήγματος στην οποία πληρούνται τα καθορισμένα κριτήρια αστοχίας, σε σχέση με τη γωνία που σχηματίζει το κάθετο επίπεδο του ρήγματος και ο άξονας του αγωγού. Η γωνία αυτή ονομάζεται β. Τα αποτελέσματα των παραμετρικών αναλύσεων δείχνουν ότι για ένα ρήγμα οριζόντιας ολίσθησης το οποίο είναι κάθετο στον άξονα του αγωγού (β=0), συμβαίνει τοπικός λυγισμός σε σχετικά μικρές μετατοπίσεις του ρήγματος τόσο για άπειρο όσο και για πεπερασμένο μήκος αγωγού. Καθώς η γωνία μεταξύ του ρήγματος και του άξονα του αγωγού αυξάνεται, ο τοπικός λυγισμός μπορεί να αποφευχθεί λόγω της διαμήκους έντασης που αναπτύσσεται, αλλά τότε ο αγωγός μπορεί να αστοχήσει εξαιτίας της μεγάλης αξονικής εφελκυστικής παραμόρφωσης ή της οβαλοποίησης της διατομής. Τα αριθμητικά μοντέλα θεωρούν διάφορες γωνίες β, τόσο για άπειρο όσο και πεπερασμένο μήκος του αγωγού. Αποδεικνύεται ότι οι συνοριακές συνθήκες του αγωγού έχουν σημαντική επίδραση στην συμπεριφορά αυτού. Τέλος, προκειμένου να εξηγηθεί η δομική συμπεριφορά του αγωγού σε σχέση με την εμφάνιση τοπικού λυγισμού, αναπτύσσεται ένα απλοποιημένο αναλυτικό μοντέλο το οποίο καταδεικνύει τον ανταγωνιστικό ρόλο μεταξύ της κάμψης και της αξονικής παραμόρφωσης του αγωγού. Το μοντέλο αυτό, λαμβάνοντας υπόψη τις συνοριακές συνθήκες κατά μήκους του αγωγού, παρέχει λογικές εκτιμήσεις, κλειστής μορφής, για το σχηματισμό του τοπικού λυγισμού για σχετικά μικρές τιμές της γωνίας β.

show abstract

“…Newmark and Hall [1] (pipe intersection with active fault) are the first to analytically calculate the pipe wall stress by considering the cable model and the plate fault under small displacements. Kennedy et al [2,3], with the expansion of the previous work, developed analytical models, also taking into account soil and pipe interactions. Wang and Yeh [4] were able to improve this methodology for bending stiffness of pipes.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical Evaluation on Improvement Performance of Waved Connection to Reduce Damage on Buried Gas Pipeline

Kolbadi

Hassani

Safi

2020

Shock and Vibration

View full text Add to dashboard Cite

One of the major challenges for the oil and gas industry is to keep buried metal pipes safe from faulting. This paper discusses about a solution to keep buried pipes safe. In this study, after examining the different dimensions of the effect of wave connection on improving the performance of buried metal pipes, by changing the geometric shape of the wave connection such as doubling it, the behavior of the pipe is greatly improved. Waved connections, by their local deformation, create a rotational joint in a limited area so that other parts of the pipe remain intact. In this paper, the behavior of buried pipes due to slip direction fault displacement by modelling with Abacus software version 2017 and selection of 4-node shell element and 8-node shell element have been used for pipe and soil modelling, respectively. In this paper, by comparing to a single waved connection with a double waved connection, the performance of the pipe due to the faulting phenomenon was evaluated. The results show the improvement of the excellent performance of the double joint by reducing the plastic strain values. In addition to increasing the ductility of the pipe, the double connection has been able to reduce the strain values by about 50% compared to the single connection. In general, this paper shows that the use of wave connections can significantly increase the level of safety of buried gas pipelines without increasing the cost.

show abstract

Fault Movement Effects on Buried Oil Pipeline

Cited by 214 publications

References 0 publications

Numerical Modeling of Buried HDPE Pipelines Subjected to Normal Faulting: A Case Study

Numerical Modeling of Buried HDPE Pipelines Subjected to Normal Faulting: A Case Study

Mechanical behavior of buried steel pipelines crossing active strike slip faults

Numerical Evaluation on Improvement Performance of Waved Connection to Reduce Damage on Buried Gas Pipeline

Contact Info

Product

Resources

About