[1]朱珍锋,韩高孝.沟埋式管道垂直土压力模拟试验研究[J].水利与建筑工程学报,2024,(03):99-106.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2024.03.013]
点击复制

沟埋式管道垂直土压力模拟试验研究()
分享到:

《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2024年03期
页码:
99-106
栏目:
出版日期:
2024-06-30

文章信息/Info

作者:
朱珍锋韩高孝
兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070
关键词:
埋地钢管垂直土压力沟埋式试验研究离散元法
分类号:
TU432
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2024.03.013
文献标志码:
A
摘要:
为研究沟埋式管道的垂直土压力,以甘肃某大型管道工程为研究背景,采用PFC3D数值分析方法,建立埋地管道三维离散元模型,模拟土体工后沉降过程中管土相互作用过程,分析不同埋深、管径条件下的管顶土压力分布规律和管顶垂直土压力,并与现场试验和理论计算进行对比验证。结果表明:沉降过程中土颗粒位移持续增大,最后趋于稳定,在管顶位置与土的接触处力达到最大。现场试验和数值模拟所得的管顶土压力分布规律一致,近似呈“中间大,两侧小”的抛物线分布形式,管顶垂直土压力随管道埋深的增加而增大。管径对管顶垂直土压力的影响较小,整体随着管径增大呈现出逐渐减小的趋势。数值模拟与折学森土压力计算理论更为接近,Marston计算理论偏于保守。

参考文献/References:

[1] 王 浩,游进军.中国水资源配置30年[J].水利学报,2016,47(3):265-271,282.
[2] 翟明杰,沈东辉,许光卓,等.长距离压力输水管道若干设计问题的探讨[J].水利水电技术(中英文),2021,52(S1):176-179.
[3] 于金弘,石长征,伍鹤皋,等.大直径埋地钢管管顶土压力及其设计模型研究[J].岩土工程学报,2022,44(3):514-522.
[4] MarstonA,AndersonAO.Thetheoryofloadsonpipeinditchesandtestsofcementandclaydraintileandsewerpipe[J].Bulletin,1913,31.
[5] SpanglerMG,ShaferGE.Thestructuraldesignofflexi-blepipeculverts[C]//HighwayResearchBoardProceed-ings,1938,17.
[6] 折学森,顾安全.沟谷地形中埋设管道的土压力研究[J].长安大学学报(自然科学版),1989,7(4):33-39.
[7] 李玉坤,周 鹏,陈 帅,等.填埋式刚性管道垂直土压力计算分析[J].地下空间与工程学报,2021,17(S2):771-778.
[8] 王直民.交通荷载作用下埋地管道的力学性状研究[D].杭州:浙江大学,2006.
[9] 黄崇伟.沟埋式输油管道管土相互作用分析[J].公路工程,2011,36(2):164-168.
[10] 刘 润,李 彪,王洪播,等.砂土中埋设管线竖直向上运动时土抗力研究[J].岩土力学,2011,32(S1):27-32.
[11] 周正峰,凌建明,梁 斌.输油管道土压力分析[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2011,30(4):794-797.
[12] WuHG,YuJH,ShiCZ,etal.Pipe-soilinteractionandsensitivitystudyoflarge-diameterburiedsteelpipes[J].KSCEJournalofCivilEngineering,2021,25(3):793-804.
[13] 邵 煜.埋地管道的失效机理及其可靠性研究[D].杭州:浙江大学,2008.
[14] 计海力,李宗利,陈江林.管土相对刚度对沟埋管道竖向土压力影响研究[J].人民黄河,2012,34(4):143-144,148.
[15] 张海丰,周 维,张 鹏,等.管土相互作用土箱模型实验设计[J].地质科技情报,2016,35(4):219-222.
[16] LuZ,YaoA,SuA,etal.Re-recognizingtheimpactofparticleshapeonphysicalandmechanicalpropertiesofsandysoils:anumericalstudy[J].EngineeringGeolo-gy,2019,253:36-46.
[17] JensenRP,BosscherPJ,PleshaM E,etal.DEMsimulationofgranularmedia-structureinterface:effectsofsurfaceroughnessandparticleshape[J].Internation-alJournalforNumericalandAnalyticalMethodsinGeo-mechanics,1999,23(6):531-547.
[18] 王 壮.转动阻抗对砂土力学特性影响离散元研究[D].:武汉:湖北工业大学,2021.
[19] CuiL,O′sullivanC,O′neillS.Ananalysisofthetriax-ialapparatususingamixedboundarythree-dimensionaldiscreteelementmodel[J].Geotechnique,2007,57(10):831-844.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2024-01-15     修稿日期:2024-02-20
基金项目:甘肃省科技计划资助(1606RJZA063)
作者简介:朱珍锋(1998—),男,硕士研究生,研究方向为地下管道工程。E-mail:1040455208@qq.com
通讯作者:韩高孝(1985—),男,副教授,主要从事铁道工程、土工设计理论与应用方面的工作。E-mail:446914003@qq.com
更新日期/Last Update: 1900-01-01