埋设管道竖向抬升时的土体抗力研究

利用有限元软件ABAQUS来建模分析海底埋设管道在疏松、中等密度和致密砂土中不同埋深比下,管道竖向抬升时土抗力随位移的变化。分析结果表明,砂土的竖向土抗力随埋深比增加而增大,竖向土抗力达峰值时管道的竖向抬升位移也随之增大,砂土越密实最大竖向土抗力越大;当埋深比为2、3、4时,土体表面有明显的隆起现象;达到最大竖向土抗力时管道的竖向位移随着埋深增加而增大。分析结果与试验结果和理论结果相符,验证了有限元分析计算的可行性。最后指出,研究管道隆起屈曲过程中竖向土抗力的发挥过程和变化规律具有实际的工程意义。

埋地管道竖向隆起破坏研究综述

埋地管道因其运输量大、安全快捷、经济高效等优点被广泛应用于水利工程、市政工程、海洋工程等领域,是能源运输的“生命线”。然而,埋地管道及其附属结构物所受的工作荷载和所处的地质条件复杂多变,使得管道容易发生竖向隆起、屈曲破坏。管道竖向隆起过程涉及复杂的管‐土相互作用,掌握其变形及破坏机制对于确定管周土抗力、优化管道结构设计具有重要的意义。近年来国内外对管道隆起屈曲的变形破坏机理开展了系统研究,并探讨了影响土抗力发挥的主要因素,包括土体类型、密实度、排水条件、管径大小、管道隆升速率、管道埋置率等,并提出了土抗力简化预测模型。本文分别从管周土体破坏模式、土抗力影响因素、土抗力预测模型三个方面,评述了埋地管道竖向隆起、屈曲破坏的研究进展,并指明了该领域未来的发展方向。