一、开槽埋设柔性管竖向土压力计算探讨(论文文献综述)
杨强强[1](2021)在《车辆荷载作用下埋地管道的动力响应及保护措施研究》文中进行了进一步梳理随着城镇化建设的快速推进,我国基础建设逐渐完善,社会经济的快速发展必然引起各类资源需求量的增加,管道运输以自身独特的优势在国内外迅速发展,在市政、水利、能源运输等领域广泛应用。管道铺设因受地理因素限制和实际工程需要需将管道铺设在路面以下,车辆荷载成为埋地管道最主要的活荷载之一,而大部分管道设计较少或未考虑车辆荷载对埋地管道的影响,车辆荷载长期作用下将造成管道失效破坏,引起巨大安全事故和经济损失。本文首先对车辆荷载作用下的竖向土压力和埋地管道的动力响应进行了现场试验,在现场试验的基础上进行理论分析及不同工况数值模拟,分析车辆荷载作用下竖向土压力传递规律及埋地管道的力学性状,采取四种减荷措施进行数值模拟并分析减荷效果,本文主要研究内容及结论如下:(1)通过现场试验测试不同工况车辆荷载作用下竖向土压力传递规律,采用理论分析、算例与实测值对比分析,提出拟静力理论管道设计方法不能满足现代重载、超载车辆需要的建议,并研究竖向土压力衰减规律,提出路面以下埋地管道最佳埋深,保证埋地管道安全运行。(2)通过现场试验测试车辆荷载作用下埋地管道的应力变形,分析车辆不同载重、不同速度、不同埋深及不同管径等影响因素对埋地管道变形及力学特性的影响,结果表明,车辆载重和管道埋深是影响管道动力响应的最主要因素,车速对竖向土压力及管道应力变形影响较小,不同管径的管道在相同工况下表现出不同特点。(3)建立车-路-管三维有限元模型,将车辆荷载简化为匀速移动的恒定荷载,模拟现场试验工况并进行结果对比,论证数值模拟各参数的合理性,利用数值模拟补充了试验工况,进一步分析竖向土压力在路基中的空间分布,提取埋地管道在车辆荷载作用下不同位置随时间变化的动应力时程曲线,分析不同管径的管道截面变形和应力变化规律。(4)根据现场试验实测结果和数值模拟分析,对比分析了四种不同减荷措施对埋地管道的减荷原理,分别建立减荷措施有限元模型,分析在路面铺设钢板和混凝土板,在路基中埋设土工格栅及使用CLSM回填材料等不同减荷措施对埋地管道的减荷效果,四种减荷措施均表现出良好的减荷效果,铺设混凝土板和使用CLSM回填材料可有效防止管道发生疲劳破坏。
李志龙[2](2019)在《车辆荷载引起的埋地管顶竖直压力研究》文中提出随着城市的不断建设和社会经济的不断发展,埋地管道扮演的角色越来越重要。而正确计算管道管顶压力是管道结构设计中的基础。本文以车辆动荷载引起的埋地管道的管顶压力为研究背景,通过对已有的计算方法和荷载模型进行研究,使用理论分析、程序计算和数值模拟研究等,对车辆动荷载引起的埋地管道的管顶压力的变化规律和影响因数进行了深入研究,研究内容如下:(1)综述了目前管顶覆土压力的计算方法、车辆荷载的计算方法、目前主流管道设计中使用的方法和车辆荷载的简化分析的分析模型,为以后计算和分析奠定基础。(2)设计了软件程序,对比分析了不同参数对管顶压力的影响。管顶土压力计算时,分析了不同算法下管径、埋深、回填土内摩擦角、回填土重度对管顶覆土压力的影响;车辆荷载计算时,分析了轮载、管顶埋深、荷载距管道对管顶附加压力的影响;对比了目前主流国家管道设计中使用的方法。结果表明:管顶竖直压力随着管道埋深的增大逐渐增大,曾国熙算法总体上比Marston计算的值偏小;回填土内摩擦角对管顶竖向土压力影响不大;回填土容重的增加,管顶竖向应力呈线性增加;随着车辆轮载的增加,管顶竖向应力呈线性增加。Boussinseq解总体大于分布角法解;管顶附加荷载随着车辆荷载与管道轴线的距离的增大迅速减小。(3)使用FLAC3D建立了三维数值模型,进一步分析不同交通荷载参数对管顶压力的影响。分别使用均布荷载模型进行静力分析和波动荷载模型进行分析。静力分析中对比了不同管道埋深对管顶压力的影响、管顶附加压力的变化、荷载距管道对管顶附加压力的影响,同时对比了Boussinesq法和分布角法的计算结果。动力分析中,分析了不同荷载幅值对管顶竖向应力的影响、管顶附加应力随加载时间的变化、管顶附加应力的分布及车速对竖向应力的影响。结果表明:管顶总压力存在一个最小值,与之对应的埋深就是按照管顶竖向总应力最小得到的管道最佳埋深;管顶最大竖向应力与荷载幅值呈近似线性关系;随着加载时间的延长,管顶竖向竖向应力的变化规律为先快速增加,然后趋于稳定,再逐渐减小。
刘鑫[3](2018)在《埋地输水管道纵向应力的地震响应分析》文中研究指明地下输水管线在地震中极易遭受损坏,会给人们的生命财产带来巨大损失。地震中,管线接口破坏最为常见,当纵向应力过大时,会将接口拔出或压坏,甚至造成管道环向断裂。地震中的埋地输水管道存在管土水相互作用,并且这种作用对管道的动力响应有较大影响。本文先计算了静载作用下的管道纵向应力,然后建立了地震作用下的管道动力学方程,计算了管道纵向应力,主要研究内容和结论如下:(1)结合规范,计算了在地面堆载、竖向土压力、工作压力、自身重力、水的重力作用下的管道纵向应力,并分析了埋深、场地类别、管径、壁厚、工作压力对管道纵向应力的影响。(2)基于Hamilton原理,考虑管土相互作用,结合有限元建立了地震作用下无水管道的动力学方程,通过编制MATLAB程序计算了管道纵向应力,并分析了埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、地震波对管道纵向应力地震响应的影响。结果表明:在不同的埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、地震波条件下,纵向应力的变化趋势滞后于地震波位移的变化趋势,纵向应力峰值随着以上因素的变化有所不同。(3)基于Hamilton原理,考虑管土水相互作用,结合有限元建立了地震作用下有水管道的动力学方程,通过编制MATLAB程序计算了管道纵向应力,并分析了埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、工作压力、流速、地震波类别对管道纵向应力地震响应的影响。研究结果表明:在不同的埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、工作压力、流速、地震波类别条件下,纵向应力的变化趋势滞后于地震波位移的变化趋势,纵向应力峰值随着以上因素的变化有所不同;管道上部纵向应力峰值随着工作压力的增大而减小,下部纵向应力峰值随着工作压力的增大而增大;流速对管道纵向应力的地震响应影响较小。(4)对无水管道和有水管道纵向应力做了对比分析。有水管道和无水管道相比,弯曲应力变小,轴向应力近似相等。分析原因如下:有水管道存在管水相互作用,这种作用会减小弯曲应力,而对轴向应力影响较小。以上研究方法和结论可以为相关理论研究或工程应用提供参考,为进一步研究埋地输油、输气等压力管道的抗震设计提供借鉴。
李万军[4](2018)在《超高性能混凝土排水管道的结构及力学性能研究》文中提出现有市政排水管道,在强度和耐久性方面日益跟不上城市发展的需要。超高性能混凝土是一种集优异的力学性能、良好的工作性能和超高的耐久性及韧性于一体的水泥基材料,将其应用于管道制作,为市政排水管道的强度和耐久性问题提供了解决思路和研究方向。然而,超高性能混凝土排水管道的结构设计理论较为缺乏。基于此,本文进行了三方面的研究工作:(1)对超高性能混凝土排水管道的结构设计理论进行研究。首先对比不同敷设方式的埋地管道土压力计算方法,指出各自的适用范围和局限。然后基于普通钢筋混凝土管道结构设计理论,修正截面配筋公式和裂缝宽度公式。修正后的截面配筋公式考虑超高性能混凝土中的钢纤维对截面受拉承载力的贡献,裂缝宽度公式采用钢纤维掺量特征值f?和钢纤维对超高性能混凝土管道的裂缝宽度影响系数?cw综合考虑钢纤维对裂缝的抑制作用。继而以沟埋式超高性能混凝土圆形排水管道(平口式接口)为例,对管道进行理论设计和裂缝宽度验算。(2)利用有限元软件MIDAS-FEA分析了钢纤维、环筋间距和内水压力对沟埋式超高性能混凝土排水管道(平口式接口)力学性能的影响。研究表明:1)材料配比和埋地深度相同条件下,钢纤维掺量在0.7%1.4%时对超高性能混凝土排水管道抗裂强度的增强作用更明显;2)环筋间距的变化对超高性能混凝土排水管道的抗裂性能影响并不明显;3)内水压力对管道受力有一定的影响,内水压力较小时,对管道产生有利作用,内水压力超过一定值时,对管道产生不利作用。(3)基于理论设计和数值模拟分析,通过对管道模具进行设计和制作,综合使用泵送顶升技术,制备不同钢纤维掺量和环筋间距的足尺超高性能混凝土排水管道,并进行了管道外压荷载试验。研究表明:对于内径400mm、壁厚30mm、长度为2m的沟埋式超高性能混凝土排水管道(平口式接口),在胶材配比为58%水泥+12%矿粉+10%粉煤灰+20%硅灰、环筋间距为80mm、钢纤维掺量为1.4%时,其外压荷载性能能够满足Ⅱ级管的标准。经对比分析,足尺试验结果与理论计算和数值计算结果接近,说明了理论计算公式的适用性。研究结果可为以后的超高性能混凝土排水管道结构设计提供参考。
李永刚[5](2017)在《埋地管道周围土压力分布规律的试验研究》文中进行了进一步梳理随着城市建设的飞速发展,埋地管道发挥着越来越重要的作用。近年来,由于高层建筑基坑开挖、地铁、地下空间开挖和相邻管道施工等基础设施的快速发展,以及道路超载、原材料的堆放等,使得埋地管道所承受的载荷也变得越来越复杂,造成埋地管道事故频频发生,给人们的生命和财产安全带来严重威胁。作用于埋地管道上的荷载主要包括管周填土压力、管道和管道内物质自重、地基的不均匀沉降等恒载以及路面荷载、地表或地下水的作用力、温度变化等活载。因此,研究埋地管道在各种组合荷载作用下管道周围土压力的分布状况意义重大。鉴于此,本文开展以下试验研究:1)简要阐述了国内外埋地管道的现状以及研究埋地管道的理论计算方法存在的一些问题,着重分析了地面附加荷载情况下,埋地管道周边土压力分布和变化规律;2)利用土箱对埋地管道进行覆土加载试验,并设计试验方案,对试验所需仪器设备进行了设定调整,包括土压力盒的标定,为试验的顺利进行和试验结果的准确性提供保障;其次根据GB-T50123-1999土工试验方法标准对试验所用土体进行了土工试验,得出了土体的含水率、密度、粘聚力以及内摩擦角;3)通过对三种管道(DN100mm、DN200mm无缝钢管以及DN200mm铸铁管)进行埋地管道的足尺加载试验,研究分析埋地管道1/2截面、1/4截面管顶沿横向、纵向和竖向分布土压力的扩散规律,并通过位移计和应变片研究管道自身的沉降和变形;然后通过试验所得数据进行分析,对比不同直径、不同刚度的埋地管道在地面附加荷载作用下,管道土压力、自身沉降及变形的区别,并分析其原因;4)通过理论分析详细的介绍了管顶几种土压力的计算方法和路面荷载的计算方法;通过运用路面荷载计算方法的Boussinesq法和分布角法来计算管道管顶竖向土压力,并与试验所得数据进行对比分析,阐述理论与实际存在差异的原因。
高金翎,姚文娟,刘雄,陶佳丽,钟旺[6](2016)在《地埋管道安全埋深研究进展》文中指出管道是自来水、电力、燃气等生活必需品的重要输送工具,将管道埋置在地下合理的深度不仅可以提高管道使用过程中的安全性,还可以达到节约地上空间的目的。随着国民经济的发展,新型材料、大直径、薄壁、长距离的地埋管线结构相继出现,对地埋管道安全埋深计算理论和方法提出了迫切要求。从土的本构模型、地埋管道垂直土压力计算、管土相互作用、埋管外载、土体类型以及数值模拟六个角度综述了地埋管道安全埋深的研究进展,得出前人研究管道安全埋深问题的思路和方法,同时针对存在的问题进行分析,最后对其未来的发展进行了展望,以期为后续管道安全埋深研究提供科学、新颖、合理的意见和建议。
芶文锦[7](2016)在《车行道下方埋地管道的力学性状研究》文中研究表明随着经济的高速发展和城镇化进程的推进,埋地管道在当前社会中的应用已非常广泛。作为物料运输的一种有效手段,埋地管道广泛应用于市政、水利、运输和能源等领域,在现代工农业和人民生活中起着重要的作用。随之而来的是管道种类愈加多样化,管材越来越丰富,管道所承受的荷载也越来越复杂。车行道下方的埋地管道受覆土荷载及路面交通荷载的作用,容易产生变形失稳、破裂或渗漏等事故。一旦发生破坏事故,检查和维修都比较困难,会给居民生活带来较大影响并造成资源浪费。本文以高密度聚乙烯管为研究对象,在总结埋地管道力学分析、交通荷载模拟、管道结构计算和路基路面工程等课题研究现状的基础上,采用理论分析、算例对比验证、数值模拟等方法,分析管道土压力、管道横截面变形和管土相互作用理论,分别建立二维和三维模型,对土体自重作用、静荷载作用和车辆荷载作用下埋地管道的力学性状和变形特性进行一系列研究。研究内容和主要结论有:(1)车行道下埋地管道系统包括管道、土体和交通荷载三大部分,围绕这三个部分,探讨现有埋地管道土压力计算理论、管道截面径向变形分析理论以及地面附加车辆荷载计算方法,结合算例将现有经典计算理论与有限元分析进行验证、对比,分析理论计算的不足之处及误差情况。(2)建立二维有限元模型,研究埋地管道的横截面力学性状和变形特性,分析管道埋深、管径、管土相对模量、荷载作用位置和大小等因素对管道受力特性和变形的影响。埋地管道竖向变形和最大Mises应力与管顶竖向土压力成正比,随埋深增加覆土压力增加,路面荷载附加压力减小,理论上存在一个最佳埋深;埋深相同的情况下,小口径管更容易发生破坏,刚性管比柔性管更容易破坏。(3)将道路结构、埋地管道和路面交通荷载作为一个相互作用的有机整体,建立管道路基系统三维模型,分析三维模型管道在荷载作用下,管道截面变形和内力分布规律,研究埋地管道在不同交通荷载作用下的力学性状,讨论了管道埋深、车辆荷载种类、荷载作用位置和车速等因素对管道受力及变形的影响。埋地管线危险点与管道两端约束条件有关;不同交通荷载作用下,管道力学响应表现出不同特点,车速和轮压对管道力学响应和变形均有影响。本文研究的方法和成果,可为实际工程埋地管道的设计与施工提供一定的理论依据,为进一步相关研究提供参考。
郑娟,刘保健,刘春锋,马伟思[8](2015)在《上埋式柔性过水涵管的施工可行性》文中研究说明柔性管应用到上埋式过水涵管会遇到很多问题,对症下药才能使其应用成为可能。从柔性管工作机理入手,提出了"开槽法"的施工措施。首先对施工措施的理论根据进行解读,然后通过对HDPE缠绕增强管按此工艺进行现场试验来检验该措施的可行性。从滑线电阻位移传感器测得的变形值及光纤光栅测得的应变数据表明,采用"开槽法"施工后,管变形及应变量均极小,无弹性失稳现象,从而证明采用"开槽法"进行施工充分发挥了周围土体的作用,可将柔性管成功地用于上埋式过水涵洞。
崔建波[9](2013)在《地下管涵管土相互作用规律研究》文中提出地下管涵在日常生产生活中起着重要作用,小到自来水管、污水管,大到输油管线、过水桥涵,其重要性不言而喻,但在运行过程中常出现不同程度的破坏。由于地下管涵属于隐蔽工程,不易检查维修,这就对地下管涵设计提出很高的要求。为得到既经济又安全的管道设计方案,较为准确的确定作用于管道上的荷载尤为重要,而土压力是作用于管涵上的主要荷载,理论研究尚少,相关规范亦未给出精确的计算方法。本文对国内外管涵土压力的研究现状以及管涵土压力的影响因素进行了总结与分析。本文针对直槽沟埋式刚性管道,建立了直线滑移面土压力计算模型,基于双剪统一强度理论,推导出了新的土压力计算公式。与传统的土压力计算方法相比较,新的土压力计算方法可以考虑中间主应力对管道土压力的影响,土压力理论计算值更为接近管道的实际受力情况。采用有限元计算软件Midas/GTS对刚性管道进行了数值分析,通过设立接触单元模拟填土与管道及沟槽之间相对错动,揭示了管道埋深、管沟槽宽、沟槽坡度等对管道土压力及管周填土应力、位移场的影响规律。研究表明:①古德曼接触面单元摩擦角及黏聚力参数的设置对数值模拟结果影响很小;②沟填式管道填土存在等沉层,等沉层的高度受埋深和开槽宽度的综合影响;③埋深较槽宽对刚性沟填式管道管顶土压力影响更大。土压力系数随开槽宽度的增加而增加,而后趋于一个稳定值,其增长速度及最终数值受埋深的影响;④填土水平位移受到开槽宽度的影响,在开槽较小时管顶(底)两侧45°左右出现水平最大位移;⑤管侧水平土压力分布呈现马鞍形分布;⑥管顶(底)有明显的应力集中现象,垫层的设置可使管底填土应力分布趋于均匀,减小应力集中程度;⑦管沟支撑角随开槽宽度的增大而加大;⑧刚性管道管顶法向应力较管侧法向应力要大,说明刚性管道主要靠其自承力承担外荷载;⑨放坡开槽不仅会增加土方量,而且将增大管顶土压力值。
乌延玲[10](2012)在《公路钢波纹管涵洞受力与变形特性及应用研究》文中研究表明针对钢波纹管涵洞在公路工程使用中设计理论与方法存在的问题,论文结合工程实际,采用理论分析、现场试验和室内模拟试验,研究了钢波纹管涵洞的受力与变形特性及其设计计算方法、施工技术与质量控制标准。主要成果如下:1.通过现场试验,研究了钢波纹管涵洞的受力与变形特性,分析了钢波纹管涵洞在不同填土高度和行车荷载作用下的受力与变形规律;探明了钢波纹管涵洞在不同填土高度作用下管顶及其正交位置为受力与变形最不利;提出高填土情况下以涵洞顶部土压力控制设计。2.采用自主研发的与实际路基涵洞埋设条件相似的大型室内模拟试验平台,研究了管径、填土高度等因素变化时钢波纹管涵洞受力与变形特性;弄清了相同钢波纹管设计参数情况下直径小于75cm和大于75cm在填土荷载作用下受力与变形的本质区别;推断了不同管径随填土荷载增加最先发生破坏的可能性位置。3.基于数值仿真方法,分析了填土高度、管径、地基土模量及波纹参数变化时的受力与变形特性及其变化规律;地基土模量变化时涵顶竖向土压力变化大;管顶填土高度大于5m时可忽略车辆荷载。将数值计算结果分别与室内模拟试验和现场试验成果进行了对比分析,确定了埋设条件、地形条件、填土土性和施工方法等因素对钢波纹管受力与变形特性的影响。4.采用弹性理论,考虑涵洞的埋设条件、波纹壁厚等因素,建立了钢波纹管涵洞在填土荷载作用下的变形计算公式,分析讨论了公式的工程应用,并与室内模拟试验、现场试验、数值计算等分析成果进行了对比分析,结果表明与数值计算成果吻合较好,该公式为钢波纹管涵洞设计提供了理论依据。5.提出了钢波纹管涵洞的设计计算方法以及可供实际工程参考的波纹设计技术参数,克服了现有钢波纹管涵洞单一尺寸用于任何工程条件存在的技术缺陷;建立了公路钢波纹管涵洞的施工质量控制标准并提出合理的施工工艺,为该技术的相关技术规范的制定与广泛应用奠定了基础。论文研究成果解决了目前公路建设中钢波纹管涵洞工程应用中的技术难点,具有重要的理论与工程实用价值,推广应用前景广阔。
二、开槽埋设柔性管竖向土压力计算探讨(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、开槽埋设柔性管竖向土压力计算探讨(论文提纲范文)
(1)车辆荷载作用下埋地管道的动力响应及保护措施研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 埋地管道附加土压力研究现状 |
1.2.2 埋地管道模型研究现状 |
1.2.3 交通荷载模型研究现状 |
1.2.4 埋地管道减荷措施研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
1.3.1 本文主要工作 |
1.3.2 论文技术路线 |
2 车辆荷载作用下动力响应现场试验 |
2.1 引言 |
2.2 土压力传递规律测试 |
2.2.1 试验目的及内容 |
2.2.2 试验背景及概括 |
2.2.3 试验器材 |
2.3 实验方案及实验准备 |
2.3.1 管道及测点布置 |
2.3.2 应变花粘贴 |
2.3.3 土压力盒埋设 |
2.3.4 测试系统调试 |
2.4 不同工况试验测试 |
2.4.1 试验埋管过程 |
2.4.2 加载及数据采集 |
2.5 土工试验 |
2.5.1 含水率试验 |
2.5.2 密度试验 |
2.6 试验数据分析 |
2.6.1 路基土压力分析 |
2.6.2 管道应力波形曲线分析 |
2.6.3 管道位移分析 |
2.7 本章小结 |
3 埋地管道力学性能理论分析 |
3.1 引言 |
3.2 埋地管道管顶土压力计算 |
3.3 埋地管道变形分析 |
3.4 车辆荷载附加土压力计算 |
3.4.1 Boussinesq解法 |
3.4.2 分布角法 |
3.4.3 理论计算与实验结果对比分析 |
3.5 本章小结 |
4 车辆荷载作用下三维数值模拟分析 |
4.1 引言 |
4.2 建立有限元模型 |
4.2.1 软件介绍 |
4.2.2 有限元模型特性 |
4.2.3 车辆荷载模型 |
4.3 有限元计算结果分析 |
4.3.1 土压力空间分布规律 |
4.3.2 埋地管道受力特性分析 |
4.3.3 管道应力时程曲线分析 |
4.3.4 有限元结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 管道减荷及防护处理措施 |
5.1 引言 |
5.2 管道减荷原理及方法 |
5.2.1 铺设钢板减荷 |
5.2.2 铺设混凝土板减荷 |
5.2.3 铺设土工格栅减荷 |
5.2.4 CLSM换填材料减荷 |
5.3 减荷效果对比分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 存在问题及展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间学术研究成果 |
(2)车辆荷载引起的埋地管顶竖直压力研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 交通荷载理论研究现状 |
1.2.2 交通载对管道影响研究现状 |
1.3 存在的问题 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
第2章 埋地管道竖向应力计算理论 |
2.1 引言 |
2.2 埋地管道土压力计算理论 |
2.3 地面车辆荷载计算 |
2.3.1 现行规范中的计算方法 |
2.3.2 Boussinesq点荷载法 |
2.3.3 分布角法 |
2.4 路面不平整引起的车辆荷载计算 |
2.5 车辆动荷载的简化模型 |
2.5.1 均布荷载模型 |
2.5.2 移动恒载模型 |
2.5.3 波动荷载模型 |
2.5.4 冲击荷载模型 |
2.5.5 随机荷载模型 |
2.6 本章小结 |
第3章 埋地管道竖向应力软件设计 |
3.1 软件开发目的与目标 |
3.1.1 软件开发目的 |
3.1.2 研究目标 |
3.1.3 系统功能需求分析 |
3.2 系统总体设计 |
3.2.1 系统流程 |
3.2.2 模块构成 |
3.3 软件结构 |
3.4 数据结构设计 |
3.4.1 数据储存选择 |
3.4.2 数字字典 |
3.5 界面模拟 |
3.5.1 界面概述 |
3.5.2 工程基本信息界面 |
3.5.3 管道埋置参数界面 |
3.5.4 车辆荷载参数界面 |
3.5.5 计算方法界面 |
3.6 不同参数对埋地管道的竖向应力的影响 |
3.6.1 管径对管顶竖直土压力的影响 |
3.6.2 埋深对管顶竖直土压力的影响 |
3.6.3 回填土的内摩擦角对管顶土压力的影响 |
3.6.4 回填土重度对管顶土压力的影响 |
3.6.5 车辆轮载对管道附加应力的影响 |
3.6.6 管顶埋深对管道附加应力的影响 |
3.6.7 管道距离对管道附加应力的影响 |
3.6.8 不同国家设计规范的计算结果对比 |
3.7 本章小结 |
第4章 埋地管道竖向压力数值分析 |
4.1 引言 |
4.2 FLAC3D数值模拟软件介绍 |
4.2.1 基本简介 |
4.2.2 FLAC3D优缺点 |
4.2.3 FLAC3D主要处理计算流程 |
4.3 FLAC3D模拟理论基础 |
4.3.1 岩土本构模型 |
4.3.2 Shell壳结构单元 |
4.3.3 Shell壳结构单元建模及连接 |
4.3.4 Shell壳单元的边界条件与初始条件 |
4.3.5 FLAC动力分析 |
4.4 模型建立及参数选择 |
4.4.1 基本假定 |
4.4.2 几何模型建立 |
4.4.3 参数选择 |
4.5 均布荷载模型模拟 |
4.6 均布荷载模型模拟分析 |
4.6.1 轮载距离管道轴线水平位置对管顶竖向应力的影响 |
4.6.2 管顶土体中的竖向附加应力 |
4.6.3 管道埋深对管道受力的影响 |
4.7 动力模拟计算参数 |
4.8 动力模拟结果分析 |
4.8.1 荷载幅值对管顶竖向应力的影响 |
4.8.2 管顶竖向应力随加载时间的变化 |
4.8.3 管顶竖向附加应力分布 |
4.8.4 车速对管顶竖向应力的影响 |
4.9 本章小结 |
第5章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 管顶竖直土压力计算软件代码 |
(3)埋地输水管道纵向应力的地震响应分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 埋地管道的破坏形式 |
1.3 埋地管道的破坏原因 |
1.4 国内外研究现状 |
1.4.1 断层错动和砂土液化对埋地管道的作用研究 |
1.4.2 接口抗震性能试验研究 |
1.4.3 地震波对埋地无水管道的作用研究 |
1.4.4 地震波对埋地有水管道的作用研究 |
1.5 主要研究内容 |
1.6 技术路线 |
第二章 静载作用下埋地管道纵向应力分析 |
2.1 引言 |
2.2 常用给水管材 |
2.3 管道埋设方式 |
2.4 管道类别的划分 |
2.5 土荷载 |
2.5.1 Maston模型 |
2.5.2 棱柱荷载 |
2.5.3 其它土压力模型 |
2.6 计算模型 |
2.6.1 埋设条件 |
2.6.2 管道荷载计算 |
2.7 纵向应力计算 |
2.8 影响因素分析 |
2.8.1 埋深的影响 |
2.8.2 场地类别的影响 |
2.8.3 管径的影响 |
2.8.4 壁厚的影响 |
2.8.5 工作压力的影响 |
2.9 本章小结 |
第三章 无水管道纵向应力的地震响应分析 |
3.1 引言 |
3.2 理论分析方法 |
3.3 Hamilton原理 |
3.4 计算模型 |
3.5 管道动力学方程 |
3.5.1 梁单元位移 |
3.5.2 单元动力学方程 |
3.5.3 整体动力学方程 |
3.6 地震荷载的计算 |
3.7 方程求解 |
3.8 应力计算 |
3.9 影响因素分析 |
3.9.1 管道应力响应分析 |
3.9.2 埋深的影响 |
3.9.3 场地类别的影响 |
3.9.4 管径的影响 |
3.9.5 壁厚的影响 |
3.9.6 计算长度的影响 |
3.9.7 地震波类别的影响 |
3.10 本章小结 |
第四章 有水管道纵向应力的地震响应分析 |
4.1 引言 |
4.2 管道动力学方程 |
4.3 影响因素分析 |
4.3.1 管道应力响应分析 |
4.3.2 埋深的影响 |
4.3.3 场地类别的影响 |
4.3.4 管径的影响 |
4.3.5 壁厚的影响 |
4.3.6 计算长度的影响 |
4.3.7 工作压力的影响 |
4.3.8 水流速度的影响 |
4.3.9 地震波类别的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
附录 A |
附录 B |
附录 C |
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果 |
致谢 |
(4)超高性能混凝土排水管道的结构及力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 市政排水管道研究概况 |
1.2.1 市政排水管道的研究与发展 |
1.2.2 埋地排水管道的结构研究 |
1.2.3 超高性能混凝土排水管道的试验研究 |
1.3 研究目的及意义 |
1.4 本文主要工作与创新点 |
1.4.1 研究技术路线 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.4.3 主要创新点 |
第二章 超高性能混凝土排水管道的结构计算理论研究 |
2.1 引言 |
2.2 管顶土压力计算 |
2.2.1 上埋式管道的土压力计算 |
2.2.2 沟埋式管道的土压力计算 |
2.2.3 非开槽式管道的土压力计算 |
2.3 管侧土压力计算 |
2.4 管基反力计算 |
2.5 管道结构计算 |
2.5.1 管道结构内力计算 |
2.5.2 管道截面配筋计算 |
2.5.3 管道裂缝宽度计算 |
2.6 超高性能混凝土排水管道典例计算 |
2.7 本章小结 |
第三章 超高性能混凝土排水管道的有限元分析 |
3.1 引言 |
3.2 材料本构关系 |
3.2.1 超高性能混凝土本构 |
3.2.2 土体本构 |
3.2.3 钢筋本构 |
3.3 管道有限元数值模型 |
3.3.1 几何尺寸 |
3.3.2 材料参数 |
3.3.3 单元类型 |
3.3.4 工况设定 |
3.4 计算结果分析 |
3.4.1 钢纤维掺量对管道的力学性能影响 |
3.4.2 环筋间距对管道的力学性能影响 |
3.4.3 内水压力对管道的力学性能影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 超高性能混凝土排水管道试验及力学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 原材料及检测方法 |
4.3 超高性能混凝土排水管道成型 |
4.3.1 试验设备 |
4.3.2 管道模具 |
4.3.3 材料配合比 |
4.3.4 管道成型工艺 |
4.4 超高性能混凝土排水管道外压荷载试验 |
4.4.1 试验设备 |
4.4.2 管道外压荷载试验 |
4.4.3 结果分析 |
4.5 试验与理论计算及有限元计算对比分析 |
4.5.1 试验与理论计算对比分析 |
4.5.2 试验与有限元计算对比分析 |
4.6 本章小结 |
结论、建议及展望 |
结论 |
建议 |
展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(5)埋地管道周围土压力分布规律的试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 埋地管道的分类 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 存在的问题 |
1.5 本文研究内容 |
第二章 管顶竖向土压力试验 |
2.1 概论 |
2.2 管道管顶土压力试验 |
2.2.1 试验目的和内容 |
2.2.2 试验器材 |
2.3 试验方案及试验准备 |
2.3.1 管道及仪器位置布置 |
2.3.2 土压力盒的标定 |
2.3.3 应变片的定位及粘贴 |
2.4 试验过程及现象 |
2.4.1 试验埋设过程 |
2.4.2 加载及试验现象 |
2.5 土工试验 |
2.5.1 含水率试验 |
2.5.2 密度试验(环刀法) |
2.5.3 直接剪切试验 |
2.6 本章小结 |
第三章 管顶竖向土压力试验结果分析 |
3.1 概论 |
3.2 数据整体分析 |
3.2.1 管顶土压力分布 |
3.2.2 管道位移计数据分析 |
3.2.3 管道应变数据分析 |
3.3 不同管径无缝钢管对比分析 |
3.3.1 管道管顶土压力对比分析 |
3.3.2 位移对比分析 |
3.4 不同刚度管道对比分析 |
3.4.1 管土相对刚度的概念 |
3.4.2 管道管顶土压力对比分析 |
3.4.3 位移对比分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 埋地管道管顶土压力计算理论分析 |
4.1 埋地管道管顶土压力分析 |
4.2 埋地管道管顶压力计算方法 |
4.2.1 埋地管道管顶土压力计算方法 |
4.2.2 埋地管道路面荷载计算方法 |
4.3 理论计算与试验结果对比 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论及建议 |
5.1 主要结论 |
5.2 进一步研究建议 |
参考文献 |
致谢 |
(6)地埋管道安全埋深研究进展(论文提纲范文)
1 引言 |
2 国内外研究现状 |
2.1 土的本构模型 |
2.2 埋管垂直土压力计算理论及方法 |
2.3 管土相互作用 |
2.4 埋管外载 |
2.5 土体类型 |
2.6 数值模拟 |
3 展望 |
(7)车行道下方埋地管道的力学性状研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 埋地管道土压力分析 |
1.2.2 交通荷载模型 |
1.2.3 管道结构分析模型 |
1.2.4 埋地PE管研究 |
1.3 研究意义和目的 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 本文的主要工作 |
1.4.2 论文技术路线 |
2 埋地管道受力分析理论 |
2.1 引言 |
2.2 埋地管道分类 |
2.3 埋地管道土压力分析 |
2.3.1 竖向土压力 |
2.3.2 水平土压力 |
2.3.3 算例分析 |
2.4 埋地管道径向变形分析 |
2.4.1 弹性理论分析法 |
2.4.2 Spangler计算公式 |
2.4.3 算例分析 |
2.5 地面附加车辆荷载计算 |
2.5.1 Boussinesq解法 |
2.5.2 分布角法 |
2.6 本章小结 |
3 埋地管道力学性状的有限元分析基础 |
3.1 引言 |
3.2 管道模型 |
3.2.1 聚乙烯管材规格指标 |
3.2.2 聚乙烯管材力学特点 |
3.2.3 PE管粘弹性力学模型 |
3.3 路基模型 |
3.3.1 路面层状结构 |
3.3.2 岩土体弹塑性本构理论 |
3.4 交通荷载模型 |
3.4.1 静力模型 |
3.4.2 动力模型 |
3.5 模型非线性有限元性质 |
3.5.1 材料非线性 |
3.5.2 几何非线性 |
3.5.3 接触非线性 |
3.6 本章小结 |
4 静力荷载作用下埋地管道力学性状二维分析 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型建立 |
4.2.1 计算模型 |
4.2.2 单元选择和网格划分 |
4.2.3 材料的力学参数 |
4.2.4 管土接触和边界条件 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 管道受力状态 |
4.3.2 管道埋深影响 |
4.3.3 管道直径影响 |
4.3.4 管周土体模量 |
4.3.5 荷载作用范围 |
4.3.6 管道蠕变 |
4.4 本章小结 |
5 交通荷载作用下埋地管道力学性状三维分析 |
5.1 引言 |
5.2 有限元模型 |
5.2.1 计算模型 |
5.2.2 车轮接地面积 |
5.3 均布荷载作用 |
5.3.1 计算结果 |
5.3.2 管道埋深影响 |
5.3.3 车辆轮压影响 |
5.3.4 轮压作用位置影响 |
5.4 移动恒载作用 |
5.4.1 荷载施加 |
5.4.2 结果分析 |
5.5 简谐荷载作用 |
5.5.1 荷载施加 |
5.5.2 结果分析 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
(8)上埋式柔性过水涵管的施工可行性(论文提纲范文)
1 概述 |
2 柔性管工作机理理性分析 |
3 柔性管用于上埋式过水涵管的可行性措施 |
3.1 柔性管用于上埋式过水涵管的措施提出 |
3.2 柔性管用于上埋式过水涵管的措施解读 |
4 试验测试结果及分析 |
5 结论 |
(9)地下管涵管土相互作用规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 管道分类 |
1.2 管顶土压力影响因素 |
1.3 国内外研究现状及典型方法分析 |
1.3.1 竖向土压力计算方法 |
1.3.2 水平向土压力计算方法 |
1.4 论文的主要研究工作 |
2 统一强度理论 |
2.1 统一强度理论简介 |
2.2 统一强度理论模型 |
2.2.1 统一强度理论的力学模型 |
2.2.2 统一强度理论建模方法及数学表达式 |
2.3 统一强度理论的特点 |
3 沟填式刚性管道土压力 |
3.1 土压力分析计算模型 |
3.2 土压力公式的推求 |
3.3 算例分析 |
3.4 小结 |
4 埋管土压力的有限元分析 |
4.1 Midas/GTS 软件简介 |
4.1.1 有限元方程建立 |
4.1.2 有限元方程求解方法 |
4.2 有限元模拟几何模型及材料相关参数 |
4.3 材料计算模型的确定 |
4.3.1 土体的本构方程 |
4.3.2 混凝土结构的线弹性模型 |
4.4 接触单元及其相关参数选用 |
4.4.1 接触面单元简介 |
4.4.2 三维接触面单元 |
4.4.3 接触面参数设定及模拟参数取值 |
4.5 有限元计算结果分析 |
4.5.1 竖向位移结果分析 |
4.5.2 水平位移结果分析 |
4.5.3 竖向应力结果分析 |
4.5.4 不同坡度管顶土压力结果分析 |
4.5.5 不同埋深及槽宽结果分析 |
4.5.6 侧向土压力结果分析 |
4.5.7 管周法向应力结果分析 |
4.5.8 管下垫层影响分析 |
4.6 小结 |
5 结论及展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简介 |
致谢 |
(10)公路钢波纹管涵洞受力与变形特性及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 概述 |
1.1 研究的目的及意义 |
1.2 国内外研究现状与评述 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 国内应用状况 |
1.3 主要研究内容 |
第二章 钢波纹管涵洞材料工程特性及其功能 |
2.1 概述 |
2.2 钢波纹管材料组成及其性能 |
2.2.1 钢波纹管材料组成 |
2.2.2 钢波纹管材料性能 |
2.3 钢波纹管材料强度指标及其特性 |
2.3.1 钢波纹管材料强度指标 |
2.3.2 钢波纹管材料强度特性 |
2.4 钢波纹管材料变形指标及其特性 |
2.4.1 钢波纹管材料变形指标 |
2.4.2 钢波纹管材料变形特性 |
2.5 小结 |
第三章 公路钢波纹管涵洞受力特性现场试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 试验内容 |
3.3 试验方案 |
3.3.1 试验断面的选择 |
3.3.2 试验测试元件布设 |
3.4 测试元件的就位与防护 |
3.5 试验工况与步骤 |
3.5.1 试验工况 |
3.5.2 活载状态下的试验工况 |
3.5.3 测试步骤 |
3.6 试验成果与分析 |
3.6.1 A-A 断面测试成果与分析 |
3.6.2 B-B 断面测试成果与分析 |
3.6.3 活载作用下应力应变规律分析 |
3.6.4 涵洞的变形特性分析 |
3.7 小结 |
第四章 公路钢波纹管涵洞室内模拟试验 |
4.1 试验目的 |
4.2 试验准备及内容 |
4.2.1 试验准备 |
4.2.2 试验内容 |
4.3 试验成果分析 |
4.3.1 钢波纹管涵洞内部轴向受力与变形特性分析 |
4.3.2 钢波纹管涵洞内部环向受力与变形特性分析 |
4.3.3 钢波纹管涵洞外部轴向受力与变形特性分析 |
4.3.4 钢波纹管涵洞外部环向受力与变形特性分析 |
4.3.5 钢波纹管涵洞土压力变化分析 |
4.3.6 钢波纹管涵洞水平向及竖直向相对变形规律分析 |
4.3.7 不同管径钢波纹管涵洞测试成果对比分析 |
4.4 模拟试验成果评价 |
4.5 小结 |
第五章 公路钢波纹管涵洞受力与变形特性数值模拟计算与分析 |
5.1 仿真分析的目的和意义 |
5.2 计算模型与单元划分 |
5.2.1 几何模型及单元划分 |
5.2.2 本构模型确定 |
5.3 计算方案与参数选取 |
5.3.1 研究内容与计算方案 |
5.3.2 计算参数选取 |
5.4 计算成果与分析 |
5.4.1 填土高度对钢波纹管涵洞受力与变形特性的影响分析 |
5.4.2 钢波纹管管径对其受力与变形特性的影响分析 |
5.4.3 地基土模量对钢波纹管涵洞受力与变形特性的影响分析 |
5.4.4 车辆荷载对钢波纹管受力与变形特性的影响分析 |
5.4.5 波长对钢波纹管涵洞受力与变形特性的影响分析 |
5.4.6 波高对钢波纹管涵洞变形与受力特性的影响分析 |
5.4.7 壁厚对钢波纹管涵洞变形与受力特性的影响分析 |
5.5 钢波纹管涵、钢圆管涵与钢筋混凝土管涵受力与变形特性对比 |
5.6 与室内模拟试验成果对比分析 |
5.7 与现场试验成果对比分析 |
5.8 工程设计与施工建议 |
5.9 小结 |
第六章 公路钢波纹管涵洞变形的理论计算方法研究 |
6.1 概述 |
6.2 计算模型及理论推导 |
6.3 计算公式及其讨论 |
6.4 与室内试验、现场试验、数值计算的对比分析 |
6.5 小结 |
第七章 钢波纹管涵洞作用荷载计算方法研究 |
7.1 概述 |
7.2 国内外《规范》的荷载计算方法分析与对比 |
7.2.1 加拿大公路桥梁设计规范 |
7.2.2 美国 AASHTO 公路桥梁设计规范 |
7.2.3 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) |
7.2.4 各国规范优缺点对比 |
7.3 本文的荷载计算方法 |
7.4 算例分析 |
7.5 小结 |
第八章 钢波纹管涵洞设计与施工关键技术 |
8.1 目的和意义 |
8.2 设计技术 |
8.2.1 钢波纹管涵洞的形状 |
8.2.2 钢波纹管涵洞的结构设计 |
8.2.3 钢波纹管涵洞的地基基础及洞口周边连接设计技术 |
8.3 施工技术 |
8.3.1 涵洞施工一般规定 |
8.3.2 施工关键技术 |
8.4 小结 |
第九章 结论与建议 |
9.1 主要结论 |
9.2 进一步工作建议 |
9.3 创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
四、开槽埋设柔性管竖向土压力计算探讨(论文参考文献)
- [1]车辆荷载作用下埋地管道的动力响应及保护措施研究[D]. 杨强强. 兰州交通大学, 2021(02)
- [2]车辆荷载引起的埋地管顶竖直压力研究[D]. 李志龙. 中国地质大学(北京), 2019(02)
- [3]埋地输水管道纵向应力的地震响应分析[D]. 刘鑫. 河北工业大学, 2018(07)
- [4]超高性能混凝土排水管道的结构及力学性能研究[D]. 李万军. 华南理工大学, 2018(12)
- [5]埋地管道周围土压力分布规律的试验研究[D]. 李永刚. 河南工业大学, 2017(03)
- [6]地埋管道安全埋深研究进展[J]. 高金翎,姚文娟,刘雄,陶佳丽,钟旺. 地下空间与工程学报, 2016(S1)
- [7]车行道下方埋地管道的力学性状研究[D]. 芶文锦. 重庆大学, 2016(03)
- [8]上埋式柔性过水涵管的施工可行性[J]. 郑娟,刘保健,刘春锋,马伟思. 南水北调与水利科技, 2015(03)
- [9]地下管涵管土相互作用规律研究[D]. 崔建波. 河北农业大学, 2013(03)
- [10]公路钢波纹管涵洞受力与变形特性及应用研究[D]. 乌延玲. 长安大学, 2012(07)