埋地管道在地震波作用下的變形研究.pdf

1、城市供水管網(wǎng)由輸配水管網(wǎng)構(gòu)成，與燃?xì)猓娏?，石油等能源管線共同構(gòu)成了生命線工程。由于供水管網(wǎng)埋于地下，延伸很遠(yuǎn)，覆蓋面廣，在地震發(fā)生后，管網(wǎng)的破壞對(duì)城市生產(chǎn)生活影響很大，造成用水困難，特別是在地形復(fù)雜惡劣的地區(qū)，管道敷設(shè)尤為困難，震損修復(fù)損失巨大，所以對(duì)于埋地管道的抗震設(shè)計(jì)尤為重要，可以最大限度的保證震后管道的完好。但是現(xiàn)在我國埋地管道抗震研究還處于初步階段，很多理論參數(shù)還無法確定，理論基礎(chǔ)不夠完善。因此，有必要對(duì)埋地管道在地震波作用下

2、的變形進(jìn)行研究，進(jìn)一步完善理論模型。
　　本文在收集、歸納和總結(jié)國內(nèi)外重大地震震損資料的基礎(chǔ)上，首先采用現(xiàn)行規(guī)范中的理論，對(duì)地震波作用下的埋地管道進(jìn)行理論分析，其次對(duì)地震下管道變形進(jìn)行數(shù)值模擬，分析管徑、管材、埋深和剪切波速等因素對(duì)地震作用下埋地管道變形的影響;最后進(jìn)行管土試驗(yàn)研究，測(cè)算出地震激勵(lì)下不同埋深管道的最大單位面積抗力，彈性極限單位面積抗力，并根據(jù)《室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》給出的公式計(jì)算出位移傳遞系數(shù)。<

3、br>　　對(duì)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析，得出如下結(jié)論:(1)不同地震烈度下管道的位移標(biāo)準(zhǔn)值不同，對(duì)于鋼管和PE管，Ⅵ度時(shí)為15mm，Ⅶ度時(shí)為45mm，Ⅷ度時(shí)為90mm，Ⅸ度時(shí)為120mm，以后進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)可以進(jìn)行定量分析;對(duì)于鑄鐵管，Ⅵ度時(shí)為13mm，Ⅶ度時(shí)為40mm，Ⅷ度時(shí)為80mm，Ⅸ度時(shí)為110mm，可以為抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行定量分析。(2)最大管土阻力、土彈性極限阻力與管道的埋深有關(guān)。當(dāng)埋深相同時(shí)，鑄鐵管的最大管土阻力最大，PE

4、管的最大管土阻力最小。(3)淺埋管道的位移傳遞系數(shù)隨著埋深的增加而增大，100mm管徑，埋深小于1m的淺埋管道在剪切波速為200m/s時(shí)，鑄鐵管（無接頭）的位移傳遞系數(shù)在0.3-0.65之間，鑄鐵管（有接頭）的位移傳遞系數(shù)的位移傳遞系數(shù)在0.4-0.75之間，鋼管的位移傳遞系數(shù)在0.2-0.6之間，PE管的位移傳遞系數(shù)在0.6-0.85之間，這與共同變形理論模型相符合。(4)擬合位移傳遞系數(shù)與最大管土阻力的關(guān)系，分別得到鑄鐵管（無接頭）