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原文传递地下管道屈曲稳定研究

论文题名：	地下管道屈曲稳定研究
关键词：	地下管道;屈曲稳定;柔性衬砌;失稳机理;有限元分析;数值模拟
摘要：	地下管道在全世界的经济建设和日常生活中发挥了巨大的作用。很多建于上世纪六、七十年代的地下污水管道进入了服役后期，出现了不同程度的破损，严重的都已经发生了漏水问题，以至于管道不能够继续使用。国内外通用的一种比较经济、有效的方法是在刚性管道内部施加一层柔性衬砌，这样就能在不开挖上部土体的情况下，对原有的管道进行修复，节约了大量的人力和物力成本。由于主管的渗漏，柔性衬砌在使用过程中，受到外部水压力的作用，在埋深较深时容易发生屈曲，进而使管道失去承载能力，导致整条管道失稳，由此将造成重大的经济损失。可见，开展柔性衬砌的屈曲分析以及失稳机理研究具有重要的工程意义。　　本文对刚性管道内柔性衬砌屈曲的研究现状进行了回顾，对屈曲机理、屈曲的模态分析、屈曲的数值模拟方面进行了总结归纳，着重介绍了不均匀厚度的柔性衬砌在均匀外压下的屈曲分析。主要的工作概述为以下几个方面：　　 (1)运用最小势能原理和薄壳理论，在平面应变状态下，推导出了不均匀厚度的柔性衬砌在均匀外压下的临界弹性屈曲压力的解析公式，本解析公式在衬砌厚度不变时，可蜕化为Glock(1977)的经典解析解。　　 (2)运用工程上大型的通用有限元软件ABAQUS，对本文提出的解析公式进行了二维有限元的数值验证。结果表明：数值解能够和解析解完美的吻合，从而证明了解析解的合理性。　　 (3)采用三维有限元方法，分析了嵌于刚性体中的变厚度的薄壁衬砌的局部屈曲问题，并对影响临界屈曲压力的因素进行了参数分析。　　 (4)对大直径薄壁钢顶管在轴向力作用下的屈曲稳定性进行了分析，并提出了通过设置加劲肋来防止屈曲发生的措施。
作者：	李兆超
专业：	岩土工程
导师：	王立忠
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文