穿越黃土填方區(qū)域埋地管線變形特性研究.pdf

1、分類號： TU433 密 級：學(xué) 號： 201409411碩士學(xué)位論文 碩士學(xué)位論文穿越黃土填方區(qū)域埋地管線變形特性研究Study on deformation characteristics of buried pipelinecrossing loess embankment area申請人姓名： 馬元指 導(dǎo) 老 師 ： 葉萬軍專 業(yè) 名 稱 ： 巖土工程研 究 方 向 ： 特殊土的工程性質(zhì)西 安 科 技 大 學(xué)二 O 一七年六月論

2、文題目：穿越黃土填方區(qū)域埋地管線變形特性研究學(xué)科名稱：巖土工程碩 士 生：馬 元 (簽名)指導(dǎo)教師：葉萬軍 (簽名)摘 要在我國溝壑縱橫的黃土高原地區(qū)城市化進程中， 黃土填方是必不可少的一種典型而又普遍的工程措施。填方土體不均勻沉降必然會導(dǎo)致穿越填方區(qū)管線出現(xiàn)變形甚至破壞，因此研究穿越黃土填方區(qū)域埋地管線變形特性很有必要。以延安某填方區(qū)直埋管線為研究對象， 通過收集資料及現(xiàn)場調(diào)查， 歸納填方區(qū)域沉降特征， 總結(jié)管線的變形模式，建立力學(xué)模

3、型，得出管線力學(xué)變形破壞機制。分別對穿越不同形式填方區(qū)域管線開展室內(nèi)模型試驗， 得到填方土體不均勻沉降差時管線位移、 應(yīng)變以及下部土壓力的變化規(guī)律。最后，通過 MIDAS 軟件進行數(shù)值模擬，進一步研究穿越黃土填方區(qū)域埋地管線變形特性。研究取得如下成果：（1）通過現(xiàn)場調(diào)查，歸納填方區(qū)域沉降形式有：填方“斜線形”沉降形式、填方“凸形”沉降形式、填方“凹形”沉降形式以及三種的組合形式。（2）提出穿越填方區(qū)域埋地管線的變形模式：剪切變形模式、撬

4、曲變形模式、梁式受壓變形模式、扭轉(zhuǎn)變形模式以及受壓失穩(wěn)變形模式。（3）通過穿越填方“斜線形”沉降區(qū)域管線模型試驗得出，隨填方土體沉降，管線最大位移發(fā)生在填方沉降區(qū)域距離不均勻沉降面最遠端； 不均勻沉降面處管線位移變化幅度較大，管線沉降位移曲線整體呈“S”形變化。管線上表面在整個試驗過程中均受拉應(yīng)力影響，不均勻沉降面處拉應(yīng)力最大，填方沉降區(qū)拉應(yīng)力最小。管線下部土壓力在不均勻沉降面處減小幅度最大，填方沉降區(qū)管線處于懸空狀態(tài)。該模式下管線的變

5、形主要為撬曲變形模式。（4）通過穿越填方“凸形”沉降區(qū)域管線模型試驗，隨填方土體沉降，管線最大位移發(fā)生在兩側(cè)填方沉降區(qū)管線端部；不均勻沉降面處管線位移變化幅度較大，管線沉降曲線整體以填方相對穩(wěn)定區(qū)中點呈拋物線形狀。 管線上表面應(yīng)變值在兩側(cè)填方沉降區(qū)為負值，中間填方相對穩(wěn)定區(qū)為正值；管線應(yīng)變最大值發(fā)生在模型中間填方相對穩(wěn)定區(qū)中點，且呈對稱分布。管線下部土壓力在不均勻沉降面處減小幅度最大，管線在兩側(cè)填方沉降區(qū)域處于懸空狀態(tài)。（5）通過穿越填