管土耦合作用下悬跨管线固有特性分析

建立管土相互作用三维计算模型,考虑几何非线性与材料非线性,确定管土接触长度的基础上进行管线静态特性与自振特性的分析。讨论悬跨长度、土体弹塑性特性、管线埋置深度、附加动水质量等对悬跨管线初始变形及自振频率的影响,并与相关文献进行了对比。计算结果表明:悬跨长度对管线初始变形形态、跨中竖向变形、自振频率影响较大,跨中竖向变形的存在使得横流向与顺流向频率不同,且对于大跨度低阶频率影响较大;为合理分析悬跨管线应综合考虑土体弹塑性特性;随着管线埋深的增加,管线初始变形减小而频率增加;考虑附加动水质量与否对计算结果有较大的影响。