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密砂中刚性管-土相互作用的多尺度模拟: 2024年; 实际工程中,埋地管道和周围土体间的相对运动会对其结构完整性和服役性能产生重大不利影响。目前学者对竖直向下运动的管-土作用研究很少。为加深对管道相对土体向下运动时管土相互作用问题的理解,文中基于耦合有限元法和离散元法的多尺度方法,研究了刚性管道相对于砂土发生竖直向下运动时的土体力学响应和破坏模式。分析结果表明,土体承载力和破坏模式受管道埋深影响明显,当管道埋深较浅时,土体表现出整体破坏特征,而当埋深较深时,则出现局部破坏现象。研究结论可为工程中评估穿越地质灾害地区埋地刚性管道的服役性能提供借鉴意义。; 张超峰叶斐林大干牛鹏德刘录刚陈礼凡; 关键词：管-土相互作用

考虑土体强度参数随机场的横向加载管-土相互作用分析: 2024年; 输水管道受滑坡、地震、断层活动等影响将产生横向运动,埋地管道的管-土相互作用问题可归结于管-土接触界面的接触压力研究。基于Abaqus有限元模拟及其二次开发功能,通过土体强度参数随机场模拟土体非均质性,研究受横向荷载的埋地管道与土体之间相互作用,并对3种变异系数工况进行模拟;将模拟结果与均质土条件的确定性结果进行对比,对随机分析模拟结果进行参数分析及概率研究。研究表明:所提方法可以较好地模拟横向荷载条件下管-土相互作用;土体抗剪强度空间变异条件下的管-土结构承载力小于确定性分析结果,土体非均质性对横向荷载作用下浅埋管道破坏机制的影响表现为土体破坏沿强度薄弱的区域发展;土体不排水抗剪强度随机参数水平相关距离对管-土结构承载力影响显著;管道达预设位移时管-土结构承载力服从对数正态分布;考虑工程容许荷载设计,随着安全系数的增大,管-土结构失效概率显著减小,当安全系数取2.5时失效概率小于1%,达到工程可靠水平。; 甘永波李亚军李瑞杰秦浩东张杰张彬; 关键词：管-土相互作用横向荷载有限元分析随机场

模拟近海深水条件下轴向管-土相互作用的微型离心机模型及方法: 本发明公开了模拟近海深水条件下轴向管‑土相互作用的微型离心机模型及方法，可以对管道进行轴向位移测量，并模拟作用于管道的垂直力或振动，其中：轴向运动由耦合到链条链轮组件的伺服电机驱动，链条链轮组件使管道相对于模型土进行轴向...; 刘路路刘晓燕蔡国军李晓昭卢萌盟

砂土地基中管道V-H平面内管-土相互作用研究: 管道作为重要的油气资源运输通道和城市生命线工程的重要组成部分,其安全可靠运行必须得到保障。在永久地面位移(PGD)和运营期荷载作用下,管道和地基土之间会发生相对运动可造成管道受损甚至破坏。管土之间存在明显的相互作用,这是...; 颜宗顺; 关键词：管-土相互作用大变形有限元分析承载力系数土弹簧

模拟近海深水条件下轴向管-土相互作用的微型离心机模型及方法: 本发明公开了模拟近海深水条件下轴向管‑土相互作用的微型离心机模型及方法，可以对管道进行轴向位移测量，并模拟作用于管道的垂直力或振动，其中：轴向运动由耦合到链条链轮组件的伺服电机驱动，链条链轮组件使管道相对于模型土进行轴向...; 刘路路刘晓燕蔡国军李晓昭卢萌盟

基于光纤传感及数字图像测试的管-土相互作用试验研究被引量：9: 2020年; 我国城市化、工业化进程对地下管线的依赖性和需求越来越强,但是近年来相关的重大安全事故频发,亟待加强对管道破坏机理及管-土相互作用的研究。本文基于准分布式光纤布拉格光栅(FBG)技术,在室内开展了一系列平面应变模型试验,利用光纤应变传感器监测了地表加载作用下埋地管道的受力变形特征,据此提出了由应变测值反演管周土压力的计算方法;同时,利用粒子图像测速(PIV)技术获取了管道周边土体的变形规律,并和光纤监测结果进行了对比分析。试验结果表明:采用FBG传感技术,可以有效获取管周土压力分布及土体应变的演化过程;不同埋深率情况下管周土体的变形破坏模式有较大的不同,土拱效应随管道埋深增大而变得更加显著。相关结论为进一步认识埋地管道的灾变机理、提高监测预警水平,提供了一定的参考。; 朱鸿鹄王德洋王宝军朱宝施斌; 关键词：埋地管道

盾构隧道下穿管道施工引起的管-土相互作用研究被引量：47: 2020年; 采用Loganathan公式研究了盾构隧道下穿管道施工引起的地下管道处土体竖向位移,利用考虑土中剪力传递的Pasternak模型模拟管-土相互作用,运用修正Vlasov模型中的迭代流程计算出Pasternak模型的关键参数--弹性系数k与剪切系数gs。将计算结果与已有文献结果及工程监测数据进行对比,深入分析了迭代求解k、gs值的Pasternak模型与传统模型的计算差异,并进一步研究了土中剪力、管道与隧道的夹角、土体弹性模量及隧道半径的变化对管-土相互作用的影响。研究结果表明:迭代求解的k、gs值能提升Pasternak模型的精确度;土中剪力对管道竖向位移计算值的影响可达15.3%;随着管道与隧道夹角的减小,管道的竖向位移增大、弯矩减小;土体弹性模量与隧道半径的增大均会增加管道的竖向位移和弯矩。; 可文海管凌霄刘东海邓建林李科徐长节

深海管道水平向管-土相互作用大变形连续极限分析被引量：3: 2019年; 管道被广泛应用于油气产业,其中管-土相互作用机制是管道可控屈曲设计的关键。采用新开发的连续极限分析(SLA)方法对深海管道与软土水平大变形相互作用进行了研究。该方法基于极限分析对变形体进行一系列求解与更新模型,能够考虑模型的极端几何变形和材料的应变软化与率效应。该研究对固定管道竖向位移条件下水平加载这一工况进行了探讨,分析了不同初始埋深的管道在位移过程中所受竖向及水平向反力(V、H)的发展。通过与多组离心机试验数据对比,验证了SLA对管-土水平大变形相互作用研究的有效性和高计算效率。主要成果有:提取了管道在不同位置的V-H屈服包络面以考虑加载路径变化对管道受力行为的影响,发现了管道的等效摩擦系数H/V随水平位移的线性增加规律。该研究以期为深海管道的可控屈曲设计提供参考,并推广SLA法在大变形土结相互作用问题中的应用。; 冯凌云朱斌朱斌孔德琼; 关键词：软黏土管-土相互作用

管-土相互作用模型试验的尺寸效应及可靠性分析被引量：3: 2017年; 为了分析北京地区粉质黏土场地中管-土相互作用土弹簧模型参数,进行了一系列管土相互作用试验。由于人力、经费、场地等原因,模型箱尺寸无法取到无限大,模型箱的尺寸效应有可能使试验数据出现一定偏差。为了检验已开展模型试验结果的可靠性,基于ABAQUS有限元软件进行了数值仿真,探讨了土体的破坏模式,研究了管-土相互作用试验的尺寸效应,并得到如下结论:土体破坏模式可分为深埋和浅埋两种破坏模式;模型箱下方和后方边界对试验结果影响较小,当深径比大于6时,前方边界开始对试验结果产生影响。最后,分析和修正了试验结果并对类似试验中的模型箱尺寸选取给出了建议。; 李立云左晓钟紫蓝; 关键词：管-土相互作用模型试验尺寸效应可靠性分析

钢悬链线立管触地区管-土相互作用试验研究被引量：4: 2016年; 为研究浮体运动、海床刚度对立管顶端张力和触地区动力响应的影响,开发了一套小比尺钢悬链线立管(Steel Catenary Riser,SCR)整体分析试验装置。以实际工作水深为900m的一根SCR为研究对象,模型缩尺为1:435。用异步电机在水平、竖向和转动方向施加位移,幅值为?50mm;模型管材料为硅胶,其顶端自由悬挂在位移施加端,相当于铰接;在触地区选择不同刚度的湿泡沫、干泡沫和玻璃模拟海床。通过试验得到立管触地区的运动响应和顶端张力的时程曲线。与Orcaflex的计算结果进行比较,吻合得较好。结果表明:激励运动的方向对立管触地区的运动幅值和顶张力的影响不大,而运动频率与海床刚度对它们的影响较大。; 白兴兰陈侃谢永和李广年; 关键词：模型试验管-土相互作用

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