荷载作用下砂土边坡-管道相互作用试验研究

随着我国西气东输、南水北调等重大工程的快速推进,埋地管道不可避免地会穿越高陡山区,并受到区域地形地貌的影响,而关于边坡-管道相互作用机制的认识还相对滞后,相关研究亟需加强。基于分布式光纤应变传感(distributed strain sensing,简称DSS)、粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,开展加载工况下砂土边坡-管道相互作用的室内模型试验,探究了临坡地基极限承载力的影响因素,并研究了不同坡角下边坡土体变形破坏机制及埋地管道的结构响应特征。研究结果表明:(1)临坡地基经历了弹性压密、局部剪切和整体破坏3个阶段,并呈现不对称楔形破坏模式;(2)临坡地基极限承载力随着坡角的增大呈减小趋势,同一坡角下埋地管道的存在会降低临坡地基极限承载力;(3)管道对边坡滑裂面形成路径的影响程度随着坡角的增大而变大;(4)在荷载作用下埋地管道横截面环向应变呈“椭圆化”分布,据此提出了管周界面土抗力的简化计算模型与椭圆度计算式。相关结论对边坡-管道系统的变形控制与结构设计有一定的参考和借鉴意义。

海上风力机桩-土相互作用模型分析

以单桩式海上风力机为例,着重研究了模拟桩土相互作用的三种简化模型:分布弹簧模型、底端刚性固定模型以及耦合弹簧模型。基于API规范以及静力学与动力学相似分析其等效基本原理,推导了模型中各参数间的关系。并以NREL-5 MW风机设计了海上风力机的单桩基础,以此建立三种基础简化模型。计算了各简化模型下整个风力机结构的前两阶固有频率,结果表明:各基础简化模型下风力机动力特性相似,可用于模拟真实结构进行动力响应分析。最后,总结了基础简化模型各自的特点和应用,以及建立模型时需注意的问题。

埋地管道弯头附近固定墩所受推力有限元分析

采用有限元法分析埋地管道弯头附近固定墩受力情况,建立了管道-土-固定墩相互作用模型.通过计算不同弯头夹角、土壤参数、弯头曲率半径下管道的轴向内力,对工程上原有的固定墩所受推力计算提出了改进,可供管道设计者参考.

地下采矿对埋地输气管道变形影响分析

管道通过不同矿区,矿层特征不一,开采工况不同,对管道造成的沉降不同.为得出采空区地表沉陷对埋地输气管道位移量的影响,运用ABAQUS软件,结合三向土弹簧非线性模型,建立有限元计算模型,分析了不同开采深度及开采厚度下地表变形情况,管道竖向位移和水平位移在不同开采厚度下的变化规律,以及管道最大位移量随开采厚度的变化情况.研究结论对穿越采空区埋地输气管道的风险评价和维护措施的制定具有一定参考价值.

直埋管道固定墩的设计

伴随着我国城市集中供热的发展,热力管道的应用几乎是无处不在,况且大直径管道推力通常很大。本文主要介绍固定墩的受力及计算方法。