埋地管線在沉陷情況下的響應分析.pdf

1、場地的不均勻沉陷是導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建設的重要組成部分，因此分析沉陷作用下埋地管線的反應和破壞過程是必要的。本論文通過對遭遇沉陷的埋地管線進行數(shù)值分析，研究管線的反應規(guī)律，希望為今后埋地管線的抗震設計工作提供一些依據(jù)。 本文首先介紹了埋地管線在場地變形時的震害及震害的各種影響因素，總結回顧了國內(nèi)外已有的埋地管線在場地大變形作用下的相關理論和各類分析方法，在此基礎上，本文決定采用殼模型的有限元方

2、法對埋地管線在場地沉陷作用下的響應情況進行分析，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)點薄殼單元結構，把管線周圍土體介質等效為豎直方向的非線性彈簧，采用線性位移加載來模擬土體的沉陷作用，利用通用有限元軟件ANSYS分析管線的位錯反應，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雜性，把周圍填覆土體采用八節(jié)點六面體的實體單元劃分，進一步建立了管

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構。通過具體的算例，定量計算分析了不同參數(shù)如沉陷長度、埋深、管徑、土特性等對管線反應的影響程度，尋找其敏感因子。根據(jù)計算結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稱的，管子受力最危險點在沉陷區(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論。并且通過控制加載步長觀察控制截面控制點的位移和內(nèi)力的變化，推斷管線運動狀態(tài)，模擬管線破壞過程。