بررسی پارامتریک رفتار خطوط لوله مدفون گازی تحت تأثیر حرکت گسل امتداد لغز

خطوط لوله مدفون گازی از مهم ترین شریان های حیاتی هستند، زیرا حاوی مواد اشتعال پذیر بوده و در صورت نشت گاز و آتش سوزی های پس از آن می توانند خسارت مالی، جانی و زیست محیطی هنگفتی را به بار آورند. بررسی رفتار لوله در زلزله های گذشته، حاکی از آسیب پذیری آن ها در برابر حرکات پایدار زمین چون گسل می باشد. در اکثر مطالعات صورت گرفته، حرکت گسل به صورت دو بعدی در نظر گرفته شده است. در برخی از مطالعات اخیر حرکت سه بعدی گسل در نظر گرفته شده اما برای در نظر گرفتن اندرکنش بین لوله و خاک، به منظور مدلسازی خاک از فنرهای معادل استفاده شده است که نیروی فنرها با استفاده از سعی و خطا به دست می آید. در این مطالعه با استفاده از المان های سه بعدی پیوسته برای خاک، حرکت سه بعدی گسل در نظر گرفته شده است، جهت مدل سازی از دو بخش خاک، جهت اعمال حرکت گسل و یک بخش لوله استفاده شده است، لوله های تحت بررسی شامل لوله پلی اتیلن با چگالی بالا و لوله فولادی است. پارامترهای مختلفی بر پاسخ لوله تحت گسل موثر هستند، این پارامترها شامل قطر لوله، ضخامت لوله، عمق دفن لوله از سطح خاک، زاویه جهت گیری لوله نسبت به گسل، جنس خاک و سرعت اعمال جابه جایی گسل می باشد. جهت بررسی میزان تأثیر این پارامترها، مدل های مختلفی تحت شرایط متفاوتی از هریک از پارامترها مورد تحلیل قرار گرفته است، در لوله پلی اتیلن با چگالی بالا، نتایج حاکی از این است که افزایش قطر لوله، ضخامت لوله و زاویه جهت گیری لوله نسبت به گسل سبب کاهش پاسخ کرنش طولی می گردد، اما با افزایش عمق دفن لوله و افزایش چسبندگی خاک در خاک رس و افزایش میزان زاویه اصطکاک داخلی خاک در خاک های دانه ای میزان کرنش طولی افزایش می یابد. همچنین بررسی سرعت اعمال جابه جایی گسل نشان داد که این پارامتر در جابه جایی کم گسل، در خاک های دانه ای سبب افزایش کرنش طولی و در خاک های رسی سبب کاهش کرنش طولی می گردد. در ادامه میزان تأثیر پارامتر های یاد شده در لوله فولادی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش قطر لوله و زاویه جهت گیری لوله نسبت به گسل، میزان کرنش طولی کاهش و با افزایش عمق دفن لوله میزان کرنش طولی افزایش می یابد، همچنین مشاهده شد که در لوله فولادی ضخامت تأثیر محسوسی بر پاسخ لوله ندارد و در بررسی اثر جنس خاک مشاهده شد که در جابه جایی کم، افزایش چسبندگی خاک در خاک رس و افزایش میزان زاویه اصطکاک داخلی خاک در خاک های دانه ای تأثیری بر کرنش لوله ندارد و در جابه جایی بالاتر، سبب کاهش کرنش طولی گشته است. با بررسی سرعت اعمال جابه جایی گسل نیز مشاهده شد که، افزایش این پارامتر تا محدوده ای خاص، در هر دو خاک رس و ماسه سبب کاهش کرنش طولی می گردد.