基于弹性地基梁理论的冻胀作用下管道应力分析

• 作者: 何彬彬 王生廷 盛煜 胡晓莹 黄旭斌 黄龙
• 来源期刊: 冰川冻土
• 学科: 地球科学
• 关键词: 冻土 弹性地基梁 冻胀 管道 应力分析
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 寒区科学与技术
• 页码范围: 70-78
• 页数: 9页
• 分类号: P642.14|TE832
• 语种: 中文
• DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0302

摘要

穿越冻土区的埋地管线在遭遇冻土差异性冻胀时,管道会发生翘曲变形,管线将面临很大的安全隐患.为此,基于弹性地基梁理论建立冻胀条件下的管-土相互作用模型,分析了管道在冻胀及其影响因素作用下的应力分布规律,探讨了冻土地基特性(弹性模量、泊松比及地基系数)与温度的关系,对比了不同地基系数、冻胀量、管径、壁厚、温差以及上覆土厚度等特定条件下的管道应力峰值状况.计算结果表明:管道在过渡段与冻胀段及非冻胀段交界处有最大应力值,各类影响因素对管道交界处的应力影响最显著;地基系数的值越大,差异性冻胀量越大,管径越大,温差越大,管道交界处应力峰值也越大;管壁越厚,在管道交界处的应力峰值越小;管道上覆土层越厚,管道受冻胀作用弯曲应力越小,即加深上覆土层可降低管道由于冻胀抬升所产生的应力,可减缓管道变形.