收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

交通荷载作用下埋地管道的力学性状研究

王直民  
【摘要】:交通荷载是埋设在路面下的管道所承受的主要活荷载之一,随着经济与交通运输业的快速发展,由交通荷载引起的埋地管道的失效与破坏问题需要引起人们更多的重视。以往对埋地管道力学性状的研究主要集中在深埋管道的土压力计算(静力)和管道的地震响应(动力)等方面,较少考虑交通荷载的影响。本文在总结交通荷载的简化模拟、埋地管道的静力分析与动力响应等方面研究现状的基础上,采用理论分析、数值模拟和算例验证并与现行规范相结合的方法,对路面车辆动荷载、埋地管道土压力与管土相互作用、交通荷载作用下埋地管道的静力分析和动力响应以及管道的减荷措施等方面进行了研究,并结合现场试验对文中的有限元模型进行了验证。本文的主要工作与创新点如下: (1)采用四分之一车辆振动模型,以路面不平整为激励,运用随机过程理论分析了车辆随机动荷载,探讨了车辆动荷载、动载系数及其峰值的概率分布以及车速、路面状况、车辆参数等对动载系数的影响。运用线性累积疲劳损伤理论推导了车辆对不平整路面的等效动荷载及等效动载系数的表达式,建立了车辆随机动荷载与确定性动荷载之间的联系,从而将车辆动载系数的确定建立在车辆随机振动的基础上,使动载系数的取值更加合理。 (2)针对常用管道土压力模型大都基于土柱滑动面假设的问题,在考虑管土接触面变形协调的基础上,推导了上埋式圆形管道土压力的弹性解,建立了管周应力与管道截面刚度之间的解析关系,为管道土压力计算提供了一种新的选择途径。针对现行管道设计规范中管土相对刚度计算存在的问题,在考虑管土相互作用的基础上对现行管道结构设计规范中的计算方法提出了修正建议,为更准确合理地判断管土相对刚度提供理论依据。 (3)根据现行道路与管道设计规范建立平面和三维埋地管道的弹塑性有限元模型,将交通荷载与填土共同作用下的道路结构、路基土体以及埋地管道作为一个相互影响的有机整体,分析了埋地管道在车辆静载作用下管顶和管周应力以及管壁内力的分布规律,探讨了管土相对刚度、管道埋深以及车辆轮胎作用位置对管道受力的影响,并将有限元分析结果与规范中的计算方法结果进行了比较。 (4)根据实测车辆荷载随时间的变化特性,将路面交通荷载简化为不连续的半波正弦荷载,在考虑管土接触、土体自重应力场以及路基土体弹塑性的基础上,采用动力弹塑性有限元程序分析了单次和重复交通荷载作用下管道的动力响应规律,探讨了荷载参数、道路结构参数以及路基土体参数对埋地管道动力响应的影响。研究表明,动力车辆荷载对管道的不利影响更多地体现在管道的竖向振动以及在多次重复荷载作用下的累积沉降上。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张慧敏,潘家祯,孙占梅;现有埋地管道腐蚀检测方法比较[J];上海应用技术学院学报(自然科学版);2004年02期
2 于润桥;邓贤远;胡博;程强强;邹恒财;陈颖;;探头参数对瞬变电磁法检测埋地管道腐蚀的影响[J];四川兵工学报;2012年01期
3 李庆同;;在沿海地区软地基条件下埋地管道自沉法施工工艺[J];安装;2013年06期
4 YvesFriedmann,BernardDebouvry,潘光坦;分析的设计方法有助于防止埋地管道隆起(二)[J];国外油田工程;1997年07期
5 张其敏,杨怡恒;埋地管道腐蚀损伤评价[J];管道技术与设备;2004年03期
6 刘敬喜,李天匀,刘土光,金立明;基于波传播方法的埋地管道的振动特性分析[J];固体力学学报;2005年02期
7 郑平;马贵阳;龚智力;顾锦彤;;埋地管道周围温度场数值模拟的研究现状及趋势[J];管道技术与设备;2006年02期
8 覃铭;;长输埋地管道的涂敷层防腐技术[J];化工之友;2007年15期
9 王素莉;朱庆杰;周云章;丛德茂;;流体参数对埋地管道破坏的影响分析[J];防灾减灾工程学报;2008年02期
10 刘建民;陈文涛;;爆炸荷载下埋地管道动力响应分析研究[J];工程爆破;2008年02期
11 郝婷玥;陈贵清;张捷;;简支约束条件下埋地管道的横向自振分析[J];路基工程;2009年03期
12 韩爱红;武宗良;侯庆志;张新中;;埋地管道抗震设计参数研究[J];人民黄河;2010年04期
13 张攀峰;於孝春;;埋地管道的防腐保护及检测方法分析[J];化工装备技术;2010年02期
14 李自力;尚兴彬;赵仲慧;郝红娜;席海宏;崔鹏;;埋地管道防腐蚀层评价方法[J];腐蚀与防护;2012年12期
15 杨子江;一种埋地管道外防腐状况检测方法与装备[J];岩土工程界;2000年09期
16 冯启民,赵林;跨越断层埋地管道屈曲分析[J];地震工程与工程振动;2001年04期
17 苏毅;李著信;李健祥;王鹏飞;;埋地管道电磁检测技术的研究[J];后勤工程学院学报;2006年04期
18 都的箭;马书广;杨惊东;;埋地管道爆炸地冲击作用的试验研究[J];工程爆破;2006年02期
19 刘凯;马丽敏;陈志东;邹德福;;埋地管道的腐蚀与防护综述[J];管道技术与设备;2007年04期
20 刘洁;张伟;龚永玲;张惠荣;殷苏敏;;埋地管道音频检测施工技术[J];硅谷;2009年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈贵清;郝婷玥;丁幼松;;流固耦合作用下埋地管道的横向振动分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
2 袁朝庆;庞鑫峰;张敏政;;埋地管道泄漏三维大地温度场仿真分析[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
3 李观宇;陈朝晖;;滑坡作用下简支埋地管道的力学分析[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
4 姚小静;张峰;席光峰;朱元东;;埋地管道非开挖检验评价的必要性[A];压力管道技术研究进展精选集——第四届全国管道技术学术会议[C];2010年
5 崔希民;方志海;;煤矿塌陷区埋地管道破坏的判断方法研究[A];中国煤炭学会第六届青年科技学术研讨会论文集[C];2000年
6 李永年;尚兵;;油田埋地管道地面检测方法简介[A];山东石油学会第三届腐蚀与防护技术学术交流会论文集[C];2005年
7 赵长啸;龙源;纪冲;路亮;高福银;廖昆;;土中爆炸冲击作用下埋地管道动力响应数值模拟研究[A];中国爆破新技术Ⅲ[C];2012年
8 李喆;孙丽;;埋地管道在地震反应谱作用下的动力响应分析[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
9 王海萍;孙继超;倪云飞;赵晨;杨谦;周爽;;中海油煤制天然气埋地管道防腐技术探讨[A];第十六届中国海洋(岸)工程学术讨论会(下册)[C];2013年
10 苏建国;龙媛媛;王遂平;姬杰;杨为刚;;油田埋地管道管体腐蚀不开挖地面检测技术现状与应用[A];山东石油学会第六届腐蚀与防护技术学术交流会专刊[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 佘艳华;机械冲击荷载对邻近埋地管道的影响及控制研究[D];中国工程物理研究院;2012年
2 郑平;冻土区埋地管道周围土壤水热力耦合作用的数值模拟[D];中国石油大学;2011年
3 王直民;交通荷载作用下埋地管道的力学性状研究[D];浙江大学;2006年
4 黄腾飞;埋地管道阴极保护电位参数及电位测试技术研究[D];西南石油学院;2004年
5 沙宝良;埋地管道的防腐参数采集传输与防腐性能评价[D];东北石油大学;2013年
6 吴锡合;西气东输新疆段压气站埋地管道腐蚀与防腐技术研究[D];西南石油大学;2010年
7 张伯君;山体滑坡区域内长输埋地油气管道强度研究[D];浙江大学;2013年
8 邵煜;埋地管道的失效机理及其可靠性研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 盖丽华;大位移作用下埋地管道性能分析及隔震设计[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 郭旭航;埋地管道腐蚀检测的研究与应用[D];东北石油大学;2013年
3 颜鹏飞;埋地管道在地震波作用下的动力响应分析[D];兰州理工大学;2009年
4 高山卜;埋地管道阴极保护电位的数值模拟[D];西南石油大学;2012年
5 杜明俊;冻土区埋地管道周围土壤水热力耦合数值计算[D];辽宁石油化工大学;2011年
6 姜华;埋地管道在地震波作用下的响应分析[D];华中科技大学;2011年
7 赵广宇;场地和流体共同作用下埋地管道的抗震性能分析[D];河北理工大学;2009年
8 张海玲;埋地管道泄漏的温度场数值模拟研究[D];大庆石油学院;2008年
9 王久龙;基于红外成像技术的埋地管道泄漏定位实验研究[D];大庆石油学院;2008年
10 景国泉;埋地管道的极限载荷计算与风险评价[D];南京工业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 蔡芳 通讯员 李明阳 孔令昌;查出8处隐患填补专业空白[N];珠海特区报;2010年
2 赵正宏;看他山之石 寻攻玉之策[N];中国安全生产报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978