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摘要
埋地管道在地基缺陷或管道泄漏作用下会产生局部悬空，悬空的发展不仅会威胁管道的安全运行，还会造成地面沉降、塌陷等地质危害。因此，提出一种基于分布式应变监测的埋地管道悬空识别方法。首先布设分布式应变传感器获取管道沿途任意位置纵向应变，然后提取弯曲应变并判断管道悬空状态的出现，再结合管道弯曲应变建立埋地管道有限元模型，最后通过遗传算法对管道有限元模型的土体刚度进行修正，根据修正后的土体刚度变化定量识别管道悬空出现的位置及范围。通过模型试验验证得出识别结果与试验悬空段两侧坡肩位置最大误差不超过0.2 m，反推出的管道应变峰值和挠度与监测结果相差最大分别为84.1με和3.5 mm，其对应的相对误差分别为7.7%和9.2%，试验误差都控制在工程可以接受的范围以内。研究结果表明：本方法可以实时监测管道的工作应力，反推出管道的挠曲变形，准确判断管道悬空的出现，精确识别出管道悬空的范围。本方法对管道运行的结构状态评估和悬空灾害识别都具有非常积极的意义。
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单位大连理工大学; 海岸和近海工程国家重点实验室
