不均匀土体位移引起地下管线弯曲变形研究

发布时间：2019-04-30 09:16

【摘要】：隧道开挖和管线置换引起的应力变化将不可避免地导致土体位移,进而对上覆既有管线产生诸多的不利影响。国内外学者对管-土相互作用开展了大量的研究,但用于预估隧道开挖和管线置换引起既有管线弯曲变形的简单并且有效的设计图表尚未提出。采用ABAQUS商业软件,对隧道-土-管线、管线置换-土-管线间的相互作用开展系统的有限元仿真模拟。通过采用管线不同运动方向下的等效管-土相对刚度,提出了隧道开挖和管线置换引起的管线弯曲变形的设计图表,并采用现场实测数据和离心模型试验结果验证此设计图表的合理性。设计图表中的管线最大弯曲曲率与土体最大曲率的比值和管-土相对刚度具有非常好的相关性。工程师一旦得到隧道开挖或管线置换引起的土体位移、管线尺寸、管线参数和土体参数,此设计图表可用来预测隧道开挖或管线置换引起既有管线的最大弯曲曲率。
[Abstract]:The stress changes caused by tunnel excavation and pipeline replacement will inevitably lead to soil displacement, which will have many adverse effects on overlying existing pipelines. A lot of researches on pipe-soil interaction have been carried out by scholars at home and abroad, but simple and effective design charts for predicting the bending deformation of existing pipelines caused by tunnel excavation and pipeline displacement have not been proposed. The finite element simulation of the interaction between tunnel-soil-pipeline and pipe-line displacement-soil-pipeline is carried out by using ABAQUS commercial software. By adopting the equivalent pipe-soil relative stiffness in different directions of pipeline movement, the design diagram of pipeline bending deformation caused by tunnel excavation and pipeline displacement is presented. Field data and centrifugal model test results are used to verify the rationality of the design chart. The ratio of the maximum bending curvature of pipeline to the maximum curvature of soil and the relative stiffness of pipe-soil are well correlated in the design chart. Once the engineer obtains the soil displacement, pipeline size, pipeline parameters and soil parameters caused by tunnel excavation or pipeline displacement, this design chart can be used to predict the maximum bending curvature of existing pipelines caused by tunnel excavation or pipeline displacement.
【作者单位】： 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室;镇江新区建设工程质量中心试验室;
【基金】：国家自然科学基金(No.51608170) 江苏省自然科学基金(No.BK20160863) 中国博士后科学基金(No.2016M601709) 江苏博士后科研资助计划(No.1601074C) 中央高校基本科研业务费项目(No.2015B29414)~~
【分类号】：TU990.3

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2468665