Curvas de vulnerabilidad para tuberías continúas de acero ante deslizamientos
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English Title
Vulnerability curves for continuous steel pipes subjected to landslideResumen
El objetivo general del trabajo de grado fue
establecer curvas de vulnerabilidad para tuberías continuas de conducción de
hidrocarburos ante deslizamientos, de tal forma que las metodologías de
evaluación de riesgo estimen la vulnerabilidad de una tubería de forma
cuantitativa y no cualitativa, como se hace actualmente en la mayoría de los
casos.
Por tanto y para dar alcance al cumplimiento del
objetivo general, se establecieron las variables involucradas en la modelación
numérica de la interacción suelo-tubería. Para esto, se llevó a cabo una
revisión bibliográfica de modelos constitutivos para el suelo y la tubería y se
seleccionó el modelo elasto-plástico para la tubería y el modelo elástico para
el suelo (material de carácter arcillo-limoso); así mismo mediante análisis de
información secundaria se seleccionaron los parámetros para cada modelo
constitutivo. De igual forma se definieron las condiciones geométricas del
bloque de suelo estable e inestable con cuatro (4) longitudes de deslizamiento
y dos tipos de tubería (2), con tres (3) diámetros y seis (6) espesores, de los
cuales tres (3) corresponden a espesores de desgaste y tres (3) a espesores de
fábrica. Por último, se establecieron dos condiciones de presión en la tubería,
sin presión y en condición de operación.
Una vez definidas estas variables, se procedió con la
modelación numérica de la totalidad de los modelos de análisis en el software
Abaqus CAE, ingresando la geometría del bloque de suelo y de la tubería,
creando y asignando los materiales de acuerdo con los modelos constitutivos
seleccionados, definiendo condiciones de contorno en la tubería y el bloque de
suelo y enmallando y refinando la malla según los requerimientos particulares
de resultados. Por último, se realizó la definición de la formulación de
contacto para la interacción suelo tubería mediante un contacto
superficie-superficie (de la librería de Abaqus).
Como resultado de lo anterior se obtuvieron un total
de 96 modelaciones que permitieron establecer las curvas de vulnerabilidad
conforme a tuberías presurizadas y sin presurizar, tomando en cuenta los tipos
de tubería, diámetro y anchos de deslizamiento.
Abstract
The
general objective of the degree work was to establish vulnerability curves for
continuous hydrocarbon conduction pipes in the event of landslides, in such a
way that risk assessment methodologies estimate the vulnerability of a pipeline
in a quantitative and not qualitative manner, as is currently done in most of
the cases.
Therefore,
to reach the fulfillment of the general objective, the variables involved in
the numerical modeling of the soil-pipeline interaction were established. For
this, a bibliographic review of constitutive models for the soil and the
pipeline was carried out and the elasto-plastic model for the pipe and the
elastic model for the soil (clay-silty material) was selected; likewise, by
means of secondary information analysis, the parameters for each constitutive
model were selected. Likewise, the geometric conditions of the block of stable
and unstable soil were defined with four (4) sliding lengths and two types of
pipe (2), with three (3) diameters and six (6) thicknesses, of which three (3)
correspond to wear thickness and three (3) to factory thickness. Finally, two pressure
conditions were established in the pipeline, without pressure and in operating
condition.
Once
these variables were defined, we proceeded with the numerical modeling of all
the analysis models in the Abaqus CAE software, entering the geometry of the
soil block and the pipe, creating and assigning the materials according to the
selected constitutive models, defining boundary conditions in the pipe and
floor block and netting and refining the mesh according to the particular
requirements of results. Finally, the definition of the contact formulation for
the soil-pipe interaction was made through a surface-surface contact (from the
Abaqus library).
As a
result of the above, a total of 96 models were obtained that allowed to
establish the vulnerability curves according to pressurized and non-pressurized
pipes, taking into account pipe types, diameter and slip widths.
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