شبیه سازی عددی تغییرمکان عرضی لوله مدفون بر اثر ناپایداری شیروانی ها

خطوط لوله ی مدفون برای انتقال آب، سوخت مایع، گاز، نفت و غیره کاربرد دارند که ممکن است بر روی شیروانی مستقر باشند. خطر این لوله ها، ناپایداری شیروانی بوده که منجر به اعمال تغییرشکل های بزرگ به لوله می شود. برای مدل سازی این مسیله، عمدتا از روش های تیر-فنر و تحلیلی استفاده می شود و کمتر، روش های عددی مبتنی بر محیط پیوسته بکارگرفته شده است. ضرورت توجه به این مسیله، دقت این روش ها در تخمین رفتار لوله است. در این مقاله، از شبیه سازی عددی با نرم افزار سه بعدی FLAC 3D استفاده شده است. ابتدا روش محیط پیوسته با روش تیر-فنر و روابط تحلیل مقایسه شده و سپس، به شبیه سازی یک مسئله واقعی پرداخته شده و نتایج جهت بررسی دقت روش، مقایسه شده اند. مقایسه ی نتایج این پژوهش با سایر روش ها نشان می دهد که روابط ساده موجود می تواند رفتار تغییرشکل لوله تحت بار جانبی را با تقریب تخمین بزند. ولی مدل سازی عددی می تواند تغییرمکان و کرنش های بوجودآمده را با دقت بیشتری پیش بینی کند. باتوجه به سه بعدی بودن مسیله، تنها کافی است طول کوچکی از لوله که در طرفین منطقه رانش قرار گرفته است، در مدل سازی لحاظ شود. مطالعات حساسیت نشان می دهد با انجام اقداماتی نظیر افزایش قطر لوله و افزایش ضخامت جداره لوله، می توان تغییرمکان ها، تنش ها و کرنش های ایجاد شده در لوله را تا حدی کاهش داد. با افزایش تغییرمکان زمین، کرنش بیشینه لوله به طور خطی افزایش یافته و از تغییرمکان بحرانی به بعد، کرنش بیشینه لوله ثابت می ماند.