基于弹性地基梁法的沉陷区埋地管道应力变形分析

朱彦鹏,赵忠忠

(1.兰州理工大学 甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室,甘肃 兰州　730050；2.西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心,甘肃 兰州　730050)



基于弹性地基梁法的沉陷区埋地管道应力变形分析

朱彦鹏1,2,赵忠忠1,2

(1.兰州理工大学 甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室,甘肃 兰州730050；2.西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心,甘肃 兰州730050)

摘要场地的不均匀沉降是导致管道破坏的主要原因之一。对沉陷作用下埋地管道进行研究分析,将管道跨越区分为沉陷区和非沉陷区,非沉陷区管道的变形可利用弹性地基梁模型模拟推导出其挠曲线方程,沉陷区管道变形可模拟成三次曲线方程,然后利用边界条件,求得沉陷区管道的内力和位移方程。最后通过实例分析表明:管道的最大应力位于沉陷区与非沉陷区交界面处,且沉陷区管道的最大应力主要由管道内压产生的轴向应力与沉陷作用产生的弯曲应力和轴向应力共同组成,非沉陷区管道主要承受内压产生的轴向应力,故管道内压的影响必须考虑；沉陷量、沉陷区宽度、管径、埋深是影响沉陷区管道变形的主要影响因素,沉陷量、沉陷区宽度的影响最大,而埋深主要影响管道的轴向应力,对弯曲应力基本无影响。

关键词沉陷;埋地管道;弹性地基梁法;挠曲线

埋地管道作为地面工程的重要设施之一,是城市供水、供热、供电、输油、排污的基本组成部分,也是城市的生命线,随着城市化进程的持续发展和城市规模的不断扩大,地下管网的布局越来越复杂,尤其在人口密集的城市地区,大多管道都埋设于建筑物附近,甚至与建筑物地基相邻,一旦发生事故,将会带来重大的经济损失,甚至会造成人员的伤亡。……