目前國(guó)內(nèi)水利水電行業(yè)回填鋼管的設(shè)計(jì)主要參考給排水行業(yè)規(guī)范,但其管徑遠(yuǎn)超出給排水管道,研究大直徑回填鋼管管土相互作用,完善回填鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論,是當(dāng)前亟待解決的重要課題.本文建立大直徑回填鋼管有限元計(jì)算模型,假定土體遵守Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則,鋼管與土體交界面采用面-面接觸單元,分析了管空、充水和滿水工況下管土接觸狀態(tài)、鋼管變形、土體位移和管周土壓力,并探討了管徑和管土間摩擦系數(shù)對(duì)管土相互作用的影響.結(jié)果表明:管土接觸狀態(tài)在管頂、管腰和管底通常處于黏合狀態(tài),胸腔和腋部區(qū)域易發(fā)生滑動(dòng);鋼管豎向和水平變形量并不完全相同,充水工況對(duì)鋼管變形最為不利,滿水工況較為有利;管頂土體位移受鋼管變形的影響呈"U"形分布,即中間大、兩側(cè)小;管周土壓力分布在管空和充水工況下較為相似,滿水工況下會(huì)發(fā)生較大變化,土壓力在土層交界附近會(huì)出現(xiàn)突變現(xiàn)象,其分布形式與Spangler模型存在較大區(qū)別;管徑增大后,管內(nèi)水體重力對(duì)鋼管受力和變形更為不利,故大直徑回填鋼管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮充水工況下的鋼管變形;管徑越大,管頂土壓力平均值越接近棱柱荷載,鋼管胸腔到頂部之間土體對(duì)管頂土壓力影響越顯著;管土間摩擦系數(shù)對(duì)管土... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2020,53(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【文章目錄】：
1 計(jì)算模型及理論
    1.1 有限元模型
    1.2 Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則
    1.3 摩擦接觸模型
    1.4 Spangler模型
2 結(jié)果分析
    2.1 管土接觸狀態(tài)
    2.2 鋼管變形和土體位移
    2.3 管周土壓力
3 管徑敏感性分析
    3.1 鋼管變形
    3.2 管周土壓力
4 管土間摩擦系數(shù)敏感性分析
5 結(jié)語(yǔ)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]縫隙對(duì)鋼襯鋼筋混凝土管道結(jié)構(gòu)承載特性的影響研究[J]. 蘇凱,楊子娟,伍鶴皋,周利,石長(zhǎng)征.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2018(09)
[2]考慮摩擦接觸特性的鋼襯鋼筋混凝土管道承載機(jī)理研究[J]. 蘇凱,張偉,伍鶴皋,石長(zhǎng)征.  水利學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]考慮粗糙度的黏性土-結(jié)構(gòu)接觸面力學(xué)特性試驗(yàn)[J]. 陳俊樺,張家生,李鍵.  四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2015(04)
[4]輸油管道土壓力影響因素有限元分析[J]. 周正峰,苗祿偉,梁斌.  中外公路. 2014(05)
[5]機(jī)坪輸油管道荷載附加應(yīng)力分析[J]. 周正峰,凌建明,梁斌,黃崇偉.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(08)
[6]深水海底管道全尺寸壓潰試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J]. 余建星,卞雪航,余楊,楊源,王永更.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]輸油管道土壓力分析[J]. 周正峰,凌建明,梁斌.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[8]溝埋式輸油管道管土相互作用分析[J]. 黃崇偉.  公路工程. 2011(02)
[9]Drucker-Prager準(zhǔn)則參數(shù)特性分析[J]. 劉金龍,欒茂田,許成順,王吉利,袁凡凡.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2006(S2)

碩士論文
[1]埋地管道周圍土壓力分布規(guī)律的試驗(yàn)研究[D]. 李永剛.河南工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3182090