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土工格栅用于地下管道防护性能的数值分析
| 论文题名： | 土工格栅用于地下管道防护性能的数值分析 |
| 关键词： | 埋地管道;土工格栅;敷设参数;数值模拟;防护性能 |
| 摘要： | 埋地管道是当今重要的能源运输工具之一，从国家的战略能源运输到家庭的能源供应，埋地管道都扮演着不可代替的角色。由于埋地管道的隐蔽性，当前在管道周边开展的施工等影响给埋地管道的正常使用带来了巨大的安全隐患，尤其是埋地管道遭到破坏时，不仅能够造成严重的直接灾害，即输送物质泄露以及可燃物体的剧烈燃烧，而且还会给周边坏境造成持久的次生灾害。现有的针对埋地管道的防护措施对于其长期的运营环境而言相对被动，因此，当前针对埋地管道防护方法的研究显得尤为重要。 本文基于ABAQUS数值分析平台，采用数值分析手段对先期土工格栅用于埋地管道的防护实验进行模拟分析，并将实验监测结果与模拟结果进行了对比分析，结果发现数值解与实验值吻合较为一致，从而验证了数值建模及方法的正确性。进而，在此分析模型基础上，详细对比分析了管道上方载荷作用下埋地管道采用和不采用土工格栅加筋防护性能，数值分析结果表明采用土工格栅加筋防护时对埋地管道的变形及其承载能力影响明显，并由此确定了采用土工格栅防护埋地管道时的最佳埋设参数，即土工格栅的首层最佳埋深和最佳长度分别为0.4b（加载板宽度）和4D（管道外径）为宜；且当管道埋深为3D时，筋材铺设最佳层数3~4层。此外，论文还分析了在不同敷设条件下，埋地管道的应力、应变和位移分布情况，结果发现管道的应力和应变最大值出现在管道45°～90°、270°～315°（以管道垂直正上方为0°点，顺时针增大）范围内，最小值出现在135°～225°范围内。分析土工格栅的应力、应变和位移分布规律时，结果表明加载位置处于格栅正上方时，土工格栅的应力和应变最大值出现在格栅中心点附近，随着远离中心点而逐步减小，位移的最大值同样出现在格栅中心点附近，但分布特征随敷设方式变形而略显不同。 论文最后还数值模拟分析了埋地管道上方加载位置的变化对管道性能的影响，结果表明当加载中心点位置距管道中心距离增加时，对埋地管道的变形影响明显，且当加载板中心距管道中心水平距离超过3D时，加载板加载对管道的影响减弱并趋于稳定。 |
| 作者： | 杨爱克 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 肖成志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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