不均匀沉降下埋地管道力学性能数值分析

发布时间：2017-07-02 23:06

  本文关键词：不均匀沉降下埋地管道力学性能数值分析

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【摘要】：埋地管道在现代城市和工业工程建设中的作用越来越大,一旦遭到破坏,会给国家和人民带来巨大的生命和财产损失。因此,埋地管道的设计方案与施工过程对管道的正常运营有重要影响。埋地管道在各种地质灾害下破坏影响因素的研究也已成为生命线工程领域的重要课题,对社会及人民有重要的意义。基于非线性有限元分析软件ADINA,针对地下管道的受力状况进行分析研究。运用ADINA提供的Native与Parasolid实体建模方式建立场地土在不均匀沉降下管道的三维有限元模型,包括直管和弯管两种模型。分析结果可为地下管道在地质条件作用下的破坏特征和整体安全评价作科学指导。对以上模型分别进行数值计算分析,依据有限元分析结果绘制不同因素下管道的变形曲线与轴向应力曲线,进一步得出结论:对于埋地直管道,管道在场地沉降交界面附近出现最大应力;土体不均匀沉降时,管土间摩擦力对管道破坏不起主要作用;土体刚度较大时管道易受到破坏,应改善回填土质量。对于弯管,管道在土体沉降交界处和弯头处应力较大。工程建设中,采用曲率半径较大的弯头对保护管道有利。
【关键词】：埋地管道 不均匀沉降 弯头 有限元分析
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU990.3;TU433
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 埋地管道的理论分析情况10-12
• 1.2.2 埋地管道数值分析情况12-14
• 1.3 本课题的研究内容14-16
• 第2章 埋地管道分析理论基础及影响因素16-27
• 2.1 理论分析基础16-21
• 2.1.1 弹性地基梁模型16-19
• 2.1.2 土弹簧模型19-20
• 2.1.3 管土非线性接触模型20-21
• 2.2 有限元软件ADINA的介绍21-23
• 2.3 埋地管道破坏的影响因素23-25
• 2.3.1 管道自身特性的影响23-25
• 2.3.2 场地条件的影响25
• 2.4 管道不均匀沉降分析25-27
• 第3章 埋地直管道模拟分析27-43
• 3.1 模型分析27
• 3.2 基本假设27-28
• 3.3 建模基本方法和判断准则28-30
• 3.4 基本步骤30-35
• 3.5 计算结果分析35-41
• 3.5.1 管道在不均匀沉降下的变形35-37
• 3.5.2 不同管径和壁厚对管道影响37-38
• 3.5.3 不同摩擦系数对管道影响38-40
• 3.5.4 不同土体刚度对管道影响40-41
• 3.5.5 不同埋深对管道影响41
• 3.6 本章小结41-43
• 第4章 埋地弯管道模拟分析43-63
• 4.1 模型的基本假设43
• 4.2 模型分析43-44
• 4.3 建模基本步骤44-46
• 4.4 参数说明46-47
• 4.5 计算结果分析47-61
• 4.5.1 弯管道在不均匀沉降下的变形47-51
• 4.5.2 不同沉降区长度对弯管影响51-52
• 4.5.3 不同弯头曲率半径对弯管影响52-54
• 4.5.4 不同内压对弯管道影响54-55
• 4.5.5 不同壁厚对弯管影响55-57
• 4.5.6 弯头处不同壁厚对管道影响57-58
• 4.5.7 弯头处不同材料对弯管影响58-60
• 4.5.8 直管和带弯头的直管段对比60-61
• 4.6 本章小结61-63
• 结论63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 导师简介68-69
• 作者简介69-70
• 学位论文数据集70

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