采空区埋地管道沉降变形分析

杨晓辉，赵子龙，李 忱，张永升，耿 佳

（1.太原科技大学应用科学学院，太原　030024；2.山西国化能源有限责任公司，太原　030006；3.西安交通大学机械学院，西安　710049）

采空区埋地管道沉降变形分析

杨晓辉1，赵子龙1，李 忱1，张永升2，耿 佳3

（1.太原科技大学应用科学学院，太原030024；2.山西国化能源有限责任公司，太原030006；3.西安交通大学机械学院，西安710049）

利用弹性力学理论，以埋地管道为研究对象，建立能够反映采空区具有多个差异沉降面的管道力学分析模型和管道变形曲线微分方程，进而导出管道挠度解析表达式。利用该解析表达式对管道变形进行了研究并与测量结果进行了比较，利用本文导出管道变形解析表达式得到的计算结果与测量值的误差非常小。在此基础上，对管道转角和曲率进行了研究，并利用研究结果校核管道当前的安全状态。研究表明：①本文所建立的力学模型和导出的变形解析表达式适用于研究具有多个差异沉降面的管道变形及受力分析。②通过对管道安全状态的评估，判定目前管道仍处于安全范围内。

采空区；埋地管道；多沉降面；沉降变形

埋地管道由于施工条件比较恶劣，在役检测困难，再加上输送介质的特性，一旦发生泄漏或断裂，将有可能引起爆炸、燃烧、中毒等重大事故。因此，埋地管道的沉降变形以及应力等问题被许多学者广泛研究。Anson Marston［1］经过多年对地下管线的试验观察与研究，发展了最早的地下管道的设计方法，即Marston理论；王霆等［2］研究分析了埋设于淤泥中的管道的沉降问题，提出了以预留沉降量的方法解决管道沉降问题，并增设变形调节器来解决施工后的管道沉降；……