車行道下方埋地管道的力學性狀研究.pdf

1、隨著經濟的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的推進，埋地管道在當前社會中的應用已非常廣泛。作為物料運輸?shù)囊环N有效手段，埋地管道廣泛應用于市政、水利、運輸和能源等領域，在現(xiàn)代工農業(yè)和人民生活中起著重要的作用。隨之而來的是管道種類愈加多樣化，管材越來越豐富，管道所承受的荷載也越來越復雜。車行道下方的埋地管道受覆土荷載及路面交通荷載的作用，容易產生變形失穩(wěn)、破裂或滲漏等事故。一旦發(fā)生破壞事故，檢查和維修都比較困難，會給居民生活帶來較大影響并造成資源浪費。<

2、br>　　本文以高密度聚乙烯管為研究對象，在總結埋地管道力學分析、交通荷載模擬、管道結構計算和路基路面工程等課題研究現(xiàn)狀的基礎上，采用理論分析、算例對比驗證、數(shù)值模擬等方法，分析管道土壓力、管道橫截面變形和管土相互作用理論，分別建立二維和三維模型，對土體自重作用、靜荷載作用和車輛荷載作用下埋地管道的力學性狀和變形特性進行一系列研究。研究內容和主要結論有：
　?、佘囆械老侣竦毓艿老到y(tǒng)包括管道、土體和交通荷載三大部分，圍繞這三個部分，

3、探討現(xiàn)有埋地管道土壓力計算理論、管道截面徑向變形分析理論以及地面附加車輛荷載計算方法，結合算例將現(xiàn)有經典計算理論與有限元分析進行驗證、對比，分析理論計算的不足之處及誤差情況。
　?、诮⒍S有限元模型，研究埋地管道的橫截面力學性狀和變形特性，分析管道埋深、管徑、管土相對模量、荷載作用位置和大小等因素對管道受力特性和變形的影響。埋地管道豎向變形和最大Mises應力與管頂豎向土壓力成正比，隨埋深增加覆土壓力增加，路面荷載附加壓力減小，

4、理論上存在一個最佳埋深；埋深相同的情況下，小口徑管更容易發(fā)生破壞，剛性管比柔性管更容易破壞。
　?、蹖⒌缆方Y構、埋地管道和路面交通荷載作為一個相互作用的有機整體，建立管道路基系統(tǒng)三維模型，分析三維模型管道在荷載作用下，管道截面變形和內力分布規(guī)律，研究埋地管道在不同交通荷載作用下的力學性狀，討論了管道埋深、車輛荷載種類、荷載作用位置和車速等因素對管道受力及變形的影響。埋地管線危險點與管道兩端約束條件有關；不同交通荷載作用下，管道力學