穿越施工中管线与土层共同变形规律分析

摘要：

研究目的:为了解穿越工程中管线与土层的共同变形规律,建立管-土相互作用三维有限元模型,分析土体及管线刚度、新建隧道直径、管线与隧道净距对管线沉降和内力的影响.研究管线沉降和弯矩随管土刚度系数K的变化规律,提出柔性管线、弹性管线和刚性管线的管土刚度系数K判定值,给出管线最大弯矩和最大沉降的简便计算公式.进行室内离心模型试验及现场实测,将管线监测数据与数值模拟进行对比研究.研究结论:(1)管线沉降和弯矩均随管土刚度系数K的增大而减小;(2)当K＜0.1时,管线为柔性管线,管线与土层能够协同变形不产生脱空,此情况下可把土层沉降当作管线沉降来计算管线内力;(3)当K＞ 100时,管线为刚性管线,管线很容易与土层产生脱空,可采用土层反力作为荷载来计算管线内力;(4)当0.1≤K≤100时,管线为弹性管线,可能与土层产生脱空,宜通过考虑管土分离的有限元模型进行其受力分析;(5)本研究成果可为隧道施工中既有管线的安全评价提供理论依据.

关键词：地下管线、沉降、管-土相互作用、数值模拟、离心模型试验

所属期刊栏目：37

分类号：U455(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51278044,51478032

在线出版日期：2020-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：93-100