交通荷載作用下軟土地基中管道的受力分析模型研究.pdf

1、該文在總結(jié)、歸納、分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于管道受力分析的有關(guān)成果的基礎(chǔ)上,提出了目前管道受力分析研究的重點(diǎn)和難點(diǎn).文中基于基本假定,建立了長(zhǎng)期均布交通荷載作用下管道的地基梁受力模型,分析了管道在靜態(tài)載荷作用下的力學(xué)性狀,并對(duì)支座形式、地基系數(shù)、管道剛度等影響因素進(jìn)行了相關(guān)分析.管道與土體在動(dòng)力下的相互作用是一個(gè)耦合系統(tǒng)問(wèn)題,該文從荷載、土體、管-土整體三個(gè)方面深入探討了動(dòng)力荷載下管-土耦合系統(tǒng)的基本特征:隨機(jī)性、動(dòng)態(tài)變化性、耦合性、非線性等.荷載

2、的作用,最終要通過(guò)土體介質(zhì)的傳遞到達(dá)管道本身,從而使得管道發(fā)生力學(xué)性狀響應(yīng),因此,文中以粘彈性理論為基礎(chǔ),通過(guò)數(shù)學(xué)變換、推導(dǎo),提出了荷載在土體中的傳播特性和計(jì)算方法,使得管道的動(dòng)力激勵(lì)部分問(wèn)題得解.該文采用Eular-Bernonulli梁模型和Tomosimko梁模型對(duì)動(dòng)力下Kelvin粘彈性地基中管道固有振動(dòng)性狀進(jìn)行了分析,提出了各力學(xué)結(jié)果描述的解析式;并以Eular-Bernonulli梁模型為主,基于脈沖函數(shù)、振型迭加法等對(duì)管道

3、在動(dòng)力交通荷載作用下的管道響應(yīng)問(wèn)題提出簡(jiǎn)單便捷的解析算法;在管道受力結(jié)果的分析中,考慮管道響應(yīng)輸出的隨機(jī)性,將管道響應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述其概率特征,使得結(jié)果描述更加真實(shí)準(zhǔn)確.文中還將受交通荷載作用下的管道簡(jiǎn)化為多跨連續(xù)梁受力模型進(jìn)行研究,應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法分析了簡(jiǎn)諧交通荷載下管道受力響應(yīng)的特征;并考慮參數(shù)變化的隨機(jī)性,采用了攝動(dòng)理論對(duì)管-土參變系統(tǒng)進(jìn)行了其響應(yīng)的概率特征描述,提出了簡(jiǎn)便的分析方法.應(yīng)用數(shù)值技術(shù)可以有效的進(jìn)行實(shí)際復(fù)雜情況的模擬

4、,因此,文中對(duì)管道在恒定交通荷載和簡(jiǎn)諧荷載下管道的縱向以及橫向受力特性進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,主要采用比較適合于土體計(jì)算的Abaqus軟件進(jìn)行,同時(shí)也對(duì)其各影響因素作了相關(guān)敏感性分析.該文基于管道的宏觀受力損傷破壞機(jī)理,即考慮管道的激勵(lì)和響應(yīng)兩個(gè)狀態(tài),主要運(yùn)用了損傷理論、應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論、參變理論等,并全面引入結(jié)構(gòu)可靠度理論,將影響管道結(jié)構(gòu)可靠性的各種因素均視為隨機(jī)變量,尋求各變量的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,從而確定管道結(jié)構(gòu)的失效概率等參數(shù),從而建立了管