埋地管線在沉陷情況下的響應(yīng)分析.pdf

1、場(chǎng)地的不均勻沉陷是導(dǎo)致埋地管線破壞的重要原因之一，而埋地管線又是城市基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，因此分析沉陷作用下埋地管線的反應(yīng)和破壞過(guò)程是必要的。本論文通過(guò)對(duì)遭遇沉陷的埋地管線進(jìn)行數(shù)值分析，研究管線的反應(yīng)規(guī)律，希望為今后埋地管線的抗震設(shè)計(jì)工作提供一些依據(jù)。 本文首先介紹了埋地管線在場(chǎng)地變形時(shí)的震害及震害的各種影響因素，總結(jié)回顧了國(guó)內(nèi)外已有的埋地管線在場(chǎng)地大變形作用下的相關(guān)理論和各類分析方法，在此基礎(chǔ)上，本文決定采用殼模型的有限元方

2、法對(duì)埋地管線在場(chǎng)地沉陷作用下的響應(yīng)情況進(jìn)行分析，考慮管-土相互作用以及管線、土體材料非線性和變形的幾何非線性等影響因素。 本文第四章首先將管道模型模擬為四節(jié)點(diǎn)薄殼單元結(jié)構(gòu)，把管線周圍土體介質(zhì)等效為豎直方向的非線性彈簧，采用線性位移加載來(lái)模擬土體的沉陷作用，利用通用有限元軟件ANSYS分析管線的位錯(cuò)反應(yīng)，得出管線受力及變形的基本規(guī)律。繼而第五章考慮到管土相互作用的復(fù)雜性，把周圍填覆土體采用八節(jié)點(diǎn)六面體的實(shí)體單元?jiǎng)澐郑M(jìn)一步建立了管

3、-土空間接觸的相互作用模型，即把管-土接觸面模擬為三維剛性與柔性的面面接觸單元結(jié)構(gòu)。通過(guò)具體的算例，定量計(jì)算分析了不同參數(shù)如沉陷長(zhǎng)度、埋深、管徑、土特性等對(duì)管線反應(yīng)的影響程度，尋找其敏感因子。根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出管線的受力及變形的規(guī)律，比如發(fā)現(xiàn)管線受力和變形是不對(duì)稱的，管子受力最危險(xiǎn)點(diǎn)在沉陷區(qū)與不沉陷區(qū)交界面的5m范圍內(nèi)等，得出了一些有意義的結(jié)論。并且通過(guò)控制加載步長(zhǎng)觀察控制截面控制點(diǎn)的位移和內(nèi)力的變化，推斷管線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，模擬管線破壞過(guò)程。