地下排水管道泄漏對(duì)地面塌陷的影響研究.pdf

1、地下管道是保證城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，給人類的生活帶來了很大的便利。管道運(yùn)輸被公認(rèn)為是世界上傳輸能量的最為安全和經(jīng)濟(jì)的方法。尤其是在城市中，管道已成為保證城市安全、正常運(yùn)行的地下生命線。然而，在龐大的地下管網(wǎng)中，卻存在很多安全隱患，地下管道的事故類型從大的方面可以分為兩種，一種是由于地下管道中的高溫介質(zhì)在流動(dòng)中產(chǎn)生的熱效應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響；另一類是管道由于管材、管道工藝等的缺陷，或者天氣、地質(zhì)和人為損壞的原因，而發(fā)生管道泄漏

2、，從而導(dǎo)致地下土體的力學(xué)性能變化進(jìn)而影響到管土結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)行。其中排水管道泄漏導(dǎo)致的地面塌陷事故很具有代表性，排水管道破裂后會(huì)在管道周圍形成滲流場(chǎng)，滲流場(chǎng)在與周圍土體的耦合作用下，會(huì)導(dǎo)致土體力學(xué)性能的變化，形成土水混合的“地下水囊”，一旦受到地面或者地下施工的影響，就會(huì)發(fā)生地面坍塌的事故，不僅增加了生產(chǎn)成本，還有可能導(dǎo)致人員傷亡。因而非常有必要對(duì)這排水管道泄漏這一問題進(jìn)行深入研究，并采取相應(yīng)措施，防止工程事故的發(fā)生。
　　 針對(duì)

3、排水管道泄漏引發(fā)地面坍塌的問題，本文利用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，利用得到的結(jié)論可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道泄漏事故的發(fā)生和便于對(duì)管道泄漏點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)，從而保證地面施工的安全進(jìn)行。本文具體研究了以下幾個(gè)方面：
　　 首先，介紹了地下管道泄漏和地面坍塌的相關(guān)知識(shí)，分析了管道泄漏和地面坍塌的主要原因和特點(diǎn)；
　　 其次，介紹了滲流和土體本構(gòu)模型的理論基礎(chǔ)，提出了判斷土體穩(wěn)定性的判定依據(jù)，證明了用ANSYS軟件的熱--結(jié)構(gòu)耦合模塊模

4、擬滲流場(chǎng)對(duì)土體力學(xué)性能影響的可行性，
　　 再次，對(duì)排水管道泄漏后的滲流場(chǎng)的變化，以及滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合作用進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，深入分析了滲流場(chǎng)對(duì)土體穩(wěn)定性的影響規(guī)律及發(fā)生管道泄漏后，滲流場(chǎng)的影響面積并由此分析其對(duì)周圍土體造成的危害；
　　 最后，對(duì)泄漏孔徑、泄漏速度和管道埋深三個(gè)因素的變化對(duì)管道泄漏對(duì)周為土體的影響進(jìn)行了分析。
　　 本文在計(jì)利用有限元軟件的計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)中的實(shí)際測(cè)量滲流場(chǎng)分布規(guī)