地下管道屈曲穩(wěn)定研究.pdf

1、地下管道在全世界的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中發(fā)揮了巨大的作用。很多建于上世紀(jì)六、七十年代的地下污水管道進(jìn)入了服役后期，出現(xiàn)了不同程度的破損，嚴(yán)重的都已經(jīng)發(fā)生了漏水問題，以至于管道不能夠繼續(xù)使用。國(guó)內(nèi)外通用的一種比較經(jīng)濟(jì)、有效的方法是在剛性管道內(nèi)部施加一層柔性襯砌，這樣就能在不開挖上部土體的情況下，對(duì)原有的管道進(jìn)行修復(fù)，節(jié)約了大量的人力和物力成本。由于主管的滲漏，柔性襯砌在使用過程中，受到外部水壓力的作用，在埋深較深時(shí)容易發(fā)生屈曲，進(jìn)而使管道失

2、去承載能力，導(dǎo)致整條管道失穩(wěn)，由此將造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。可見，開展柔性襯砌的屈曲分析以及失穩(wěn)機(jī)理研究具有重要的工程意義。
　　 本文對(duì)剛性管道內(nèi)柔性襯砌屈曲的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧，對(duì)屈曲機(jī)理、屈曲的模態(tài)分析、屈曲的數(shù)值模擬方面進(jìn)行了總結(jié)歸納，著重介紹了不均勻厚度的柔性襯砌在均勻外壓下的屈曲分析。主要的工作概述為以下幾個(gè)方面：
　　 (1)運(yùn)用最小勢(shì)能原理和薄殼理論，在平面應(yīng)變狀態(tài)下，推導(dǎo)出了不均勻厚度的柔性襯砌在均勻外壓下

3、的臨界彈性屈曲壓力的解析公式，本解析公式在襯砌厚度不變時(shí)，可蛻化為Glock(1977)的經(jīng)典解析解。
　　 (2)運(yùn)用工程上大型的通用有限元軟件ABAQUS，對(duì)本文提出的解析公式進(jìn)行了二維有限元的數(shù)值驗(yàn)證。結(jié)果表明：數(shù)值解能夠和解析解完美的吻合，從而證明了解析解的合理性。
　　 (3)采用三維有限元方法，分析了嵌于剛性體中的變厚度的薄壁襯砌的局部屈曲問題，并對(duì)影響臨界屈曲壓力的因素進(jìn)行了參數(shù)分析。
　　 (4)