程旭東 龐明偉 徐 立 蘇巧芝 向恩澤 胡文君

1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院 2.中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司

基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)的跨斜滑斷層埋地管道地震反應(yīng)分析

程旭東1龐明偉1徐 立1蘇巧芝1向恩澤1胡文君2

1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院 2.中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司

程旭東等.基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)的跨斜滑斷層埋地管道地震反應(yīng)分析. 天然氣工業(yè)，2016, 36(10): 110-117.

中亞天然氣管道D線工程穿越大量活動(dòng)斜滑斷層，埋地管道受斷層錯(cuò)動(dòng)影響極大，在斷層錯(cuò)動(dòng)作用下管道極易發(fā)生大變形，管道內(nèi)部因產(chǎn)生較大應(yīng)變而失效破壞。目前國(guó)內(nèi)對(duì)基于應(yīng)變的管道設(shè)計(jì)研究較少，并主要對(duì)拉應(yīng)變進(jìn)行分析，缺乏對(duì)壓應(yīng)變的研究，同時(shí)現(xiàn)有的解析方法對(duì)跨斜滑斷層管道應(yīng)變問(wèn)題無(wú)法求解。因此研究跨斜滑斷層埋地管道的設(shè)計(jì)應(yīng)變意義重大。為此，采用非線性有限元分析方法，建立了ABAQUS數(shù)值模型，基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)對(duì)跨斜滑斷層埋地管道反應(yīng)進(jìn)行了研究，分析了埋深、管道直徑、壁厚、管道內(nèi)壓和土體壓縮模量這5項(xiàng)參數(shù)對(duì)管道拉應(yīng)變、壓應(yīng)變的影響。通過(guò)對(duì)中亞天然氣管道D線工程實(shí)際工況的分析，利用MATLAB軟件擬合獲得了管道最大拉應(yīng)變、壓應(yīng)變的回歸公式。研究結(jié)果表明：①管道拉、壓應(yīng)變分布規(guī)律不同，管道拉應(yīng)變隨斷層位移增大而增大，管道壓應(yīng)變隨位移先增大而后減?。虎诠こ讨胁捎脺\埋軟土、小直徑厚壁管道及低管壓等措施均有利于管道對(duì)斷層錯(cuò)動(dòng)的抗震設(shè)防；③回歸公式能為跨斜滑斷層埋地管道工程的設(shè)計(jì)與安全評(píng)價(jià)提供參考。

斜滑斷層 埋地管道 地震反應(yīng) 非線性有限元 拉應(yīng)變壓應(yīng)變 回歸分析 中亞天然氣管道D線工程

自1971年美國(guó)加利福尼亞州南部圣費(fèi)爾南多地震后，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)跨斷層埋地管道的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了大量研究，提出了多種理論和數(shù)值計(jì)算方法[1-9]。Newmark與Hall[2]于1975年基于管土小位移模型首次提出了斷層錯(cuò)動(dòng)對(duì)管道影響的理論分析方法。Kennedy等[3]對(duì)Newmark-Hall方法進(jìn)行了改進(jìn)，將管道看成是只有拉伸剛度而無(wú)彎曲剛度的懸索，應(yīng)用大位移理論計(jì)算管道的彎曲應(yīng)變。然而上述理論解析方法都針對(duì)于單一走滑或傾滑斷層，對(duì)于穿越同時(shí)存在走滑與傾滑分量的斜滑斷層埋地管道，現(xiàn)有的解析方法無(wú)法求解。而實(shí)際工程中穿越斜滑斷層的埋地管道大量存在，如中亞天然氣管道D線工程穿越F8活動(dòng)斷裂帶等。

目前已有部分國(guó)外管道規(guī)范對(duì)管道應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)方法進(jìn)行了規(guī)定，如加拿大路上管線（CSA Z662—2007）和挪威海底管線（DNV OS-F101—2007）提供了完整的管道基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)方法[10-12]。基于應(yīng)變的管道設(shè)計(jì)方法允許管道在保證安全運(yùn)營(yíng)條件下應(yīng)力超過(guò)屈服應(yīng)力，并可發(fā)生一定塑性變形，能充分發(fā)揮管道性能[13]。而我國(guó)管道設(shè)計(jì)仍采用以應(yīng)力極限值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)管道基于應(yīng)變的設(shè)計(jì)亦有提及，但涉及較少。同時(shí)，現(xiàn)有解析方法對(duì)管道拉伸應(yīng)變分析較多，管道在受壓下極易發(fā)生壓屈破壞，影響管道性能安全，應(yīng)對(duì)管道受壓應(yīng)變進(jìn)行分析。

為此，通過(guò)建立跨斜滑斷層埋地管道的三維數(shù)值模型，分析埋地管道在不同工況下的應(yīng)變規(guī)律，研究埋深、管道直徑、壁厚、管道內(nèi)壓、土體壓縮模量5種參數(shù)對(duì)管道應(yīng)變的影響。通過(guò)對(duì)不同工況下管道應(yīng)變的統(tǒng)計(jì)分析，擬合獲取埋地管道在斜滑斷層位錯(cuò)作用下的應(yīng)變回歸公式，以期為實(shí)際工程中管道安全性評(píng)價(jià)提供一種有效方法。

1 數(shù)值模型

1.1 有限元模型

圖1為埋地管道穿越斜滑斷層的結(jié)構(gòu)模型圖。通過(guò)邊界條件的設(shè)定，將斷層兩側(cè)土體分為活動(dòng)盤(pán)和固定盤(pán)兩部分。以管道軸向?yàn)閄軸，側(cè)向?yàn)閅軸，建立笛卡爾坐標(biāo)系?；顒?dòng)盤(pán)相對(duì)固定盤(pán)沿Z和Y方向運(yùn)動(dòng)以模擬斜滑斷層的走滑錯(cuò)動(dòng)和傾滑錯(cuò)動(dòng)，其相對(duì)位移分別為δy和δy。目前有限元軟件中常采用梁?jiǎn)卧?、管單元、彎管單元或殼單元模擬管道[5-9，14-18]，通過(guò)ABAQUS非線性有限元軟件模擬斜滑斷層錯(cuò)動(dòng)作用下埋地管道的反應(yīng)，采用殼單元和實(shí)體單元模擬管道和周?chē)馏w。考慮到管道受斷層錯(cuò)動(dòng)作用的影響范圍，管道長(zhǎng)度取60 m。

1.2 管土相互作用

目前管道穿越斷層常用的管土相互作用模型主要包括彈性地基梁模型、基于土彈簧的有限元模型和管土相互作用的非線性接觸模型。采用非線性接觸模型以模擬管土之間的相互作用，非線性接觸模型不同于其他分析方法，能夠有效模擬管土之間的錯(cuò)動(dòng)、滑移或開(kāi)裂，克服了其他模型管土之間無(wú)滑動(dòng)和不存在剪應(yīng)力的缺點(diǎn)，更加符合實(shí)際工況。將管道視為剛性的主控表面，將土體視為可變形的從屬面，兩者構(gòu)成相互作用的接觸對(duì)（圖2）。采用摩擦系數(shù)（μ）評(píng)價(jià)管土間約束，通過(guò)對(duì)接觸對(duì)上節(jié)點(diǎn)積分計(jì)算，獲取管道和土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，分析管土相互作用。為了便于分析各類(lèi)因素對(duì)應(yīng)變結(jié)果的影響，考慮管道表面防腐涂層類(lèi)型、土壤種類(lèi)與濕度，取摩擦系數(shù)為0.3。

圖1 埋地管道穿越斜滑斷層結(jié)構(gòu)模型圖

圖2 接觸模型示意圖

1.3 管材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系本構(gòu)模型

管材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系本構(gòu)模型常采用的有雙折

線模型、三折線模型和Ramberg-Osgood模型?？紤]到Ramberg-Osgood模型能較好地模擬管道達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度之前的塑性變形情況，具有較高的非線性，更符合實(shí)際情況，管材本構(gòu)采用Ramberg-Osgood模型，其表達(dá)式如下：

式中ε表示應(yīng)變；σs表示管材的屈服應(yīng)力，MPa；E表示管材的初始彈性模量，GPa；σ表示管材應(yīng)力，MPa；α和N表示Ramberg-Osgood模型參數(shù)?；诠こ滩捎肵80大應(yīng)變管材，通過(guò)對(duì)管材拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行擬合[18]，得到模型參數(shù)取值為：σs＝552 MPa，E＝206 GPa，α＝0.86，N＝28。

1.4 計(jì)算參數(shù)取值

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使我國(guó)能源需求不斷增長(zhǎng)，為此我國(guó)實(shí)施中亞天然氣管道D線工程。中亞D線管道穿越地質(zhì)活動(dòng)頻繁、地質(zhì)條件復(fù)雜的中亞地區(qū)，其活動(dòng)斷層是天然氣管道安全的主要威脅因素。根據(jù)中亞D線工程沿途地質(zhì)特征、斷層參數(shù)和管道實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，對(duì)模型中的計(jì)算參數(shù)取值，獲得管道穿越斷層計(jì)算參數(shù)取值范圍如表1所示。

表1 管道穿越斷層計(jì)算參數(shù)取值范圍表

2 計(jì)算結(jié)果分析

采用上述數(shù)值建模方法，建立如圖3所示的管道穿越斷層的非線性有限元模型。傳統(tǒng)管道采用的是基于應(yīng)力的設(shè)計(jì)方法，該方法在地震、滑坡、跨地質(zhì)斷層等位移荷載作用下的管道設(shè)計(jì)中，管道應(yīng)變極易超過(guò)容許應(yīng)力下的應(yīng)變值，不再滿足經(jīng)濟(jì)適用原則，筆者采用基于應(yīng)變的分析方法對(duì)管道反應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1 管道應(yīng)變分布

在斷層錯(cuò)動(dòng)的影響下，管道隨斷層位移作用發(fā)生變形，管道變形與斷層位移相一致。由于斷層的存在，管道受周?chē)馏w約束在斷層兩側(cè)發(fā)生翹曲，導(dǎo)致管道兩側(cè)產(chǎn)生應(yīng)變集中。管道最大拉應(yīng)變方位同斷層位移方位相同，其位于活動(dòng)盤(pán)內(nèi)并且距斷層存在一定距離，在其軸對(duì)稱位置存在管道最大壓應(yīng)變（圖4）。

圖3 模型網(wǎng)格圖

圖4 管道應(yīng)變分布圖

圖5 為不同斷層位移下管道應(yīng)變影響圖。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)斜滑斷層作用下管道應(yīng)變分布規(guī)律與單一走滑、傾滑斷層作用下不同，應(yīng)針對(duì)跨斜滑斷層管道應(yīng)變進(jìn)行研究。從圖5可以看出，管道拉應(yīng)變隨著斷層位移的增加而增加，管道受斷層走滑與傾滑單一位移分量作用時(shí)，各位移分量均造成拉應(yīng)變的增大；在位移分量達(dá)到最大位錯(cuò)量2 m時(shí)，應(yīng)變達(dá)到最大，傾滑作用下的拉應(yīng)變?yōu)?.39%，略大于走滑下的應(yīng)變（7.02%）。在同時(shí)存在走滑與傾滑分量時(shí)，管道拉應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)趨勢(shì)更明顯，當(dāng)走滑與傾滑位移分量相同時(shí)，拉應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)趨勢(shì)最快，在走滑與傾滑均為2 m時(shí)，拉應(yīng)變達(dá)到最大12.92%，拉應(yīng)變與位移分量可通過(guò)多元線性函數(shù)進(jìn)行表示。

管道壓應(yīng)變不同于拉應(yīng)變變化情況，在管道受單一位移分量影響時(shí)，壓應(yīng)變隨位移增加而增加，

但其增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸減緩；在位移分量達(dá)到最大位錯(cuò)量2 m時(shí)，壓應(yīng)變達(dá)到最大，傾滑作用下的壓應(yīng)變?yōu)?0.292%，大于走滑下的應(yīng)變（-0.275%）。在斜滑斷層位錯(cuò)作用下，壓應(yīng)變變化趨勢(shì)加快，走滑與傾滑位移分量相同時(shí)應(yīng)變變化趨勢(shì)更明顯，但隨著位移增大，其不再呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，管道在達(dá)到最大壓應(yīng)變-0.327%后，壓應(yīng)變隨位移增加而減小，壓應(yīng)變與各位移分量存在近似二次多項(xiàng)式關(guān)系。

圖5 不同斷層位移下管道應(yīng)變影響圖

2.2 參數(shù)分析

考慮到各工況之間的相互作用，為了便于分析各工況對(duì)跨斜滑斷層管道應(yīng)變的影響，采用單因素輪換法分別分析模擬表1中各類(lèi)工況，獲取跨斜滑斷層管道拉應(yīng)變、壓應(yīng)變的影響規(guī)律。

2.2.1 土體壓縮模量與埋深的影響

為了便于分析其他工況對(duì)管道應(yīng)變的影響，斷層位移選取管道應(yīng)變變化最顯著方向，即斷層走滑與傾滑分量相同時(shí)進(jìn)行分析。圖6、7分別為不同土體壓縮模量和埋深對(duì)管道應(yīng)變的影響圖，為了更深入分析管道應(yīng)變與各工況之間的關(guān)系，同時(shí)給出不同斷層錯(cuò)動(dòng)情況下應(yīng)變隨各工況變化的關(guān)系圖。

根據(jù)中亞D線的實(shí)際工況，選取土體彈性模量分別為20 MPa、23 MPa和26 MPa時(shí)進(jìn)行分析。圖7顯示，在斷層錯(cuò)動(dòng)位移增大時(shí)，管道拉應(yīng)變?cè)龃?，并且在其位移分量達(dá)到0.6 m時(shí)，管道拉應(yīng)變加速增加。斷層位移分量小于1.4 m時(shí)，管道壓應(yīng)變隨著位移增大而增大；當(dāng)位移分量大于1.4 m時(shí)，壓應(yīng)變隨位移增大呈減小趨勢(shì)。管道應(yīng)變均隨土體壓縮模量的增大而增大，當(dāng)彈性模量達(dá)到23 MPa時(shí)，管道應(yīng)變加速增長(zhǎng)，管道拉、壓應(yīng)變與土體壓縮模量均呈近似冪函數(shù)關(guān)系。

選取管道埋深1.0 m、1.5 m、2.0 m和2.5 m這4種工況進(jìn)行分析，不同埋深下，管道應(yīng)變受斷層位移影響與彈性模量類(lèi)似，管道拉應(yīng)變呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，壓應(yīng)變?cè)跀鄬游灰七_(dá)到1.3 m時(shí)存在最大值。管道埋

圖6 土體壓縮模量與斷層位移對(duì)管道應(yīng)變的影響圖

深變化情況下，淺埋管道拉應(yīng)變較小而壓應(yīng)變較大；在埋深達(dá)到2.5 m時(shí)，相同斷層位移下的拉、壓應(yīng)變均達(dá)到最大。不同斷層錯(cuò)動(dòng)位移下，管道應(yīng)變與埋深關(guān)系可用冪函數(shù)表示。

圖7 埋深與斷層位移對(duì)管道應(yīng)變的影響圖

2.2.2 管徑與壁厚的影響

圖8 管徑與斷層位移對(duì)管道應(yīng)變的影響圖

圖9 壁厚與斷層位移對(duì)管道應(yīng)變的影響圖

圖8 、9分別給出了不同斷層位移下管徑與壁厚對(duì)管道拉、壓應(yīng)變的影響。從圖8、9可以看出，管道應(yīng)變與斷層錯(cuò)動(dòng)位移符合之前所得關(guān)系，管道拉

應(yīng)變與斷層位移關(guān)系可采用多元線性關(guān)系式，壓應(yīng)變與斷層位移關(guān)系采用多元二次項(xiàng)式表示。在不同斷層位移下，隨著管徑的增大和壁厚的減小，管道拉、壓應(yīng)變均增大。應(yīng)變大小變化的同時(shí)，應(yīng)變變化趨勢(shì)也在變化，在1.422 m壁厚和18.4 mm管徑下應(yīng)變變化趨勢(shì)最為顯著，兩者關(guān)系均可用冪函數(shù)進(jìn)行表示。

依據(jù)管徑與壁厚對(duì)管道應(yīng)變影響分析，計(jì)算不同徑厚比與斷層位移下的管道應(yīng)變。圖10反映了徑厚比與斷層位移對(duì)管道應(yīng)變的影響，從圖10可以看出，管道拉應(yīng)變與斷層位移關(guān)系可采用多元線性關(guān)系式表示，壓應(yīng)變與斷層位移關(guān)系采用多元二次項(xiàng)式表示。在不同斷層位移下，隨著管道徑厚比的增大，管道拉、壓應(yīng)變均呈增大趨勢(shì)，徑厚比達(dá)到64.6時(shí)，管道應(yīng)變均達(dá)到最大。但管道拉應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)趨勢(shì)在緩慢增加，而壓應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)趨勢(shì)緩慢減小，管道應(yīng)變與徑厚比的關(guān)系均可用冪函數(shù)進(jìn)行表示。由于管徑和壁厚對(duì)管道應(yīng)變均有較大影響，因此應(yīng)綜合考慮管徑、壁厚、徑厚比與應(yīng)變的關(guān)系。

2.2.3 管道內(nèi)壓的影響

考慮到工程運(yùn)營(yíng)需要，分析0 MPa、4 MPa、8 MPa和12 MPa這4種不同管壓下管道拉、壓應(yīng)變的變化規(guī)律。通過(guò)有限元分析可以發(fā)現(xiàn)，管壓對(duì)管道應(yīng)變影響與其他工況相比較弱，斷層位移分量在0.8 m以下時(shí)，其對(duì)管道應(yīng)變影響較弱，應(yīng)變變化不大。應(yīng)變隨斷層位移變化趨勢(shì)與其他因素類(lèi)似，拉、壓應(yīng)變可分別采用多元線性與多元二次項(xiàng)式表示。通過(guò)對(duì)不同斷層位移下管道應(yīng)變與內(nèi)壓關(guān)系圖觀察發(fā)現(xiàn)（圖11），管壓超過(guò)4 MPa時(shí)，應(yīng)變?cè)鏊僭黾?；管道在達(dá)到12 MPa內(nèi)壓時(shí)，拉、壓應(yīng)變相應(yīng)達(dá)到最大。綜合考慮擬合適應(yīng)性，管道內(nèi)壓對(duì)應(yīng)變影響可采用二次多項(xiàng)式表示。

圖10 徑厚比與斷層位移對(duì)管道應(yīng)變的影響圖

圖11 內(nèi)壓與斷層位移對(duì)管道應(yīng)變的影響圖

3 管道拉應(yīng)變與壓應(yīng)變回歸公式

綜合對(duì)上述各類(lèi)工況的分析，結(jié)合其對(duì)管道應(yīng)變影響規(guī)律，根據(jù)有限元分析結(jié)果給出跨斜滑斷層管道在各類(lèi)影響因素下的回歸公式。

拉應(yīng)變回歸公式：

利用MATLAB數(shù)值計(jì)算軟件，結(jié)合以上有限元計(jì)算結(jié)果，對(duì)跨斜滑斷層下的管道拉應(yīng)變、壓應(yīng)變回歸公式中的待定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，獲取待定系數(shù)并代入，獲得回歸公式如下：

拉應(yīng)變：

圖12 回歸公式預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際工況對(duì)比圖

以上回歸公式中各參數(shù)意義和單位同上述參數(shù)一致。為驗(yàn)證公式的準(zhǔn)確性，本文依據(jù)工程地質(zhì)勘察資料，采用40個(gè)實(shí)際工況結(jié)果同回歸公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖12所示。通過(guò)圖12中回歸公式與實(shí)際工況對(duì)比，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)提出的理論解析和數(shù)值計(jì)算方法[4-9]，對(duì)比驗(yàn)證上述回歸公式設(shè)計(jì)應(yīng)變同實(shí)際工況應(yīng)變變化趨勢(shì)一致，能夠較好地預(yù)測(cè)管道最大拉應(yīng)變與壓應(yīng)變分布，回歸公式具有較高的擬合度和一定的準(zhǔn)確性，可以采用其對(duì)跨斜滑斷層埋地管道的設(shè)計(jì)應(yīng)變進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4 結(jié)論

1）埋地管道在斜滑斷層錯(cuò)動(dòng)作用下存在最大拉應(yīng)變和壓應(yīng)變，管道拉應(yīng)變隨位移增大而增大，管道壓應(yīng)變隨位移先增大后減小。相同斷層錯(cuò)距下，跨斜滑斷層埋地管道設(shè)計(jì)應(yīng)變變化趨勢(shì)快于走滑斷層、傾滑斷層，且走滑與傾滑分量相等時(shí)，管道應(yīng)變變化趨勢(shì)最快。

2）實(shí)際工程中，必須考慮各類(lèi)工況的影響以保證管道運(yùn)營(yíng)安全，土體壓縮模量、埋深、管道的直徑、壁厚以及管道運(yùn)營(yíng)壓力對(duì)管道設(shè)計(jì)應(yīng)變存在一定程度的影響。采用淺埋軟土、小直徑厚壁管道及低管壓措施均有利于管道對(duì)斷層錯(cuò)動(dòng)的抗震設(shè)防。

3）利用本文回歸公式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管道應(yīng)變分析的簡(jiǎn)化，依據(jù)實(shí)際工況和設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)管道設(shè)計(jì)與施工方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以控制管道設(shè)計(jì)應(yīng)變，從而為中亞天然氣管道D線工程及相關(guān)管道工程的設(shè)計(jì)與安全評(píng)價(jià)提供一定的參考。

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（修改回稿日期 2016-06-30 編 輯 何 明）

Seismic response analysis of buried pipelines crossing oblique slip faults based on a strain design

Cheng Xudong1, Pang Mingwei1, Xu Li1, Su Qiaozhi1, Xiang Enze1, Hu Wenjun2
(1. College of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum , Qingdao, Shandong 266580, China; 2. Southwest Company of China Petroleum Engineering Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610017, China)
NATUR. GAS IND. VOLUME 36, ISSUE 10, pp.110-117, 10/25/2016. (ISSN 1000-0976; In Chinese)

The Line D of Trans-Asia Gas Pipeline crosses a large number of active oblique slip faults. Greatly influenced by the movement of faults, the buried pipeline is prone to large deformation, resulting in pipeline failures due to larger internal strain. At present, the pipeline design based on strain is less studied, and the research mainly focuses on tension strain, but less on compression strain. Moreover, the existing analytical methods are not workable for the strain of pipeline crossing oblique slip faults. In this paper, the ABAQUS numerical model was established by means of the nonlinear finite element analysis. Then, the response of buried pipeline crossing oblique slip faults was analyzed based on the strain design. The influences of burial depth, pipe diameter, wall thickness, internal pressure and soil compression modulus on the extension and compression strains of pipeline were investigated. After the actual working conditions of the Line D were investigated, the regression formulas of the pipeline's maximum tension and compression strain were established through fitting with the MATLAB software. The following findings were achieved. First, the distribution rules of tension and compression strains are different. With the increase of fault displacement, the tension strain increases, and the compression strain increases and then decreases. Second, the resisting capacity of pipeline to the earthquake related to fault movement is practically strengthened by taking the measures of shallow-buried soft soil, small-diameter thick pipes and lower pressure. And third, the regression formula could provide a valuable reference for the design and safety evaluation of buried pipelines crossing oblique slip faults.

Oblique slip fault; Buried pipeline; Seismic response; Nonlinear finite element; Tension strain & Compression strain; Regression analysis; Lind D of Trans-Asia Gas Pipeline

10.3787/j.issn.1000-0976.2016.10.014

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金“近海大型LNG儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力混凝土外罐腐蝕機(jī)理研究”（編號(hào)：15CX05004A）。

程旭東，1971年生，教授，博士；主要從事土木工程、油氣田地面工程結(jié)構(gòu)方面的教學(xué)與科研工作。地址：（266580）山東省青島市黃島區(qū)長(zhǎng)江西路66號(hào)中國(guó)石油大學(xué)（華東）。電話：15864291509。ORCID: 0000-0002-4649-8006。E-mail: chengxd@upc. edu.cn