為研究?jī)鐾羺^(qū)橫向滑坡對(duì)管道應(yīng)變的影響,采用ABAQUS有限元軟件建立凍土區(qū)管道橫向通過(guò)滑坡的模型,研究了山體高度、滑坡位移和滑坡寬度對(duì)管道應(yīng)變的影響規(guī)律,得到如下結(jié)論:凍土區(qū)山體滑坡時(shí),橫穿管道所受的軸向應(yīng)變主要為拉應(yīng)變,最大應(yīng)變?cè)诨屡c非滑坡交界面,是危險(xiǎn)截面;管道應(yīng)變隨山體高度、滑坡位移和滑坡寬度的增加而增大;凍土區(qū)管道敷設(shè)不宜超過(guò)高55 m的山體,因?yàn)樵摳叨壬襟w滑坡后,埋地管道可能快速發(fā)生塑性變形,山體高度對(duì)管道應(yīng)變影響最大為44. 0%;低矮山體滑坡位移對(duì)管道應(yīng)變影響更明顯,應(yīng)變?cè)隽靠筛哌_(dá)1倍;滑坡寬度對(duì)管道應(yīng)變的影響最大為27. 0%,但滑坡寬度為20 m時(shí),管道應(yīng)變突增,建議每隔20m左右設(shè)置抗滑樁,山體越高,防護(hù)措施布置應(yīng)更緊密。研究結(jié)果可為凍土區(qū)埋地管道的施工建設(shè)提供理論依據(jù)。

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【部分圖文】：

圖1 橫向滑坡管道受力情況

式中:M0為截面處的彎矩，N·m;ω為截面處的撓度，m;q(x，ν0)、q(ξ，ν0)分別為截面x和ξ處的分布密度，N/m2;E為拉伸彈性模量，Pa;I為慣性矩，m4;P為彎矩，N·m管道最大撓度發(fā)生在x=l/2截面處，根據(jù)方程(1),x=l/2截面的撓度和彎矩分別為:

圖2 橫向滑坡平面示意圖

考慮到管道后方土體長(zhǎng)度大于管徑的5倍時(shí)，管道的極限彎曲已不明顯[14]，故本文建立的模型中，管道距離后端面的距離為3.5m。管道和土體的邊界條件設(shè)置如下:(1)對(duì)管道兩端施加軸向約束;(2)土體基巖底面施加完全約束，土體前后兩端面(非滑坡體部分)施加水平方向位移約束，土體左右兩....

圖3 模型驗(yàn)證示意圖

采用山體高度40m、滑坡寬度20m、滑坡位移2m的有限元模型計(jì)算其應(yīng)力變化，并將其與文獻(xiàn)[16]所得到的滑坡條件下埋地管道的應(yīng)力變化進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖3所示。圖3中將管道內(nèi)側(cè)、外側(cè)分別定義為路徑1和路徑2。從圖3可以看出，本文模型應(yīng)力變化與文獻(xiàn)[16]模型應(yīng)力變化趨勢(shì)一致。....

圖4 外側(cè)管道應(yīng)變?cè)茍D

為分析山體高度對(duì)管道應(yīng)變的影響[17-19]，保持滑坡寬度20m不變，設(shè)山體高度h分別為35、40、45、50和55m，滑坡位移S分別為1.0、1.5和2.0m，得到管道應(yīng)變隨山體高度的變化曲線，如圖5所示。從圖5可見(jiàn):當(dāng)滑坡位移相同時(shí)，管道最大應(yīng)變隨著山體高度的增大而增大....

本文編號(hào)：4043296