考虑管-浆-土接触状态的顶力计算方法

众多工程的顶管顶力估算值一般按照规范经验公式计算,而经验公式只考虑管道悬浮状态下的管浆摩阻力,没有考虑管土和管浆的接触状态,导致顶力估算值与实测值差异较大。为解决这一问题,在研究注浆减阻作用机理及管土接触模型理论的基础上,采用压力差的方法判断管-浆-土三者的接触状态,得到相应模型。再根据不同接触状态的受力分析,推导出相应顶力计算公式,并与规范公式、理论公式和实测顶力进行对比分析,结果与实测值结果相近,证明了本文公式预测顶力的准确性。最后根据实测顶力与顶程数据,得到管浆土平均摩阻力与顶程的变化关系,分析出顶管过程中管-浆-土接触状态的变化规律,为管-浆-土接触状态的顶力计算方法提供可靠依据。

直埋供热管道揻弯连接的热-力耦合分析

折角是直埋供热管道的一个设计难点,两直管段直接对焊可导致热力钢管出现局部应力集中。利用揻弯连接两直管的方法可减小钢管的最大应力,但这种连接的应力分布特征有待揭示。根据实际工程,建立管-土接触作用下的揻弯管段有限元模型,对工作钢管应力以及周围土体温度场的特征进行了分析,并研究了工作温度及管压对钢管Tresca应力的影响。结果表明,钢管凹侧的当量应力大于凸侧,在弯头/直臂衔接处应力值最大;随管压和工作温度的增加,钢管当量应力逐渐增大,钢管的当量应力处于安全应力范围内。建议工程设计中重点关注弯头/直臂衔接的钢管凹侧位置。

跨逆断层埋地管线受力特性的管土效应分析

断层错动引起的地表永久性大变形是导致埋地管线破坏的重要因素之一,埋地管线的断层反应特性受到土介质和管线材料等因素的影响,本文以逆断层位错作用下的无缝直埋地管线为研究对象,基于ABAQUS有限元分析软件,建立埋地管线-土介质的三维有限元数值分析模型,利用非线性接触描述管-土接触状态,考虑初始地应力条件的影响,对跨逆断层埋地管线的受力特性进行数值模拟分析,依据计算结果主要分析了位错量、管线材料、管-土相互作用、土介质、管径等参数对埋地管线断层反应的影响效应,并得到:管-土介质接触效应是管线断层反应分析中不可忽视的影响因素,粘聚力较小、硬度较低的中硬土介质中的埋地管线抗断层性能较优等有益结论。