埋地钢制管道的地震响应分析

论文摘要

近年来,随着经济建设的发展,地下管道大量增多；在地震作用下地下管道与地上结构相比具有其独特的地震动特性；通过对地下管道震害的调查分析,人们认识到地下管道抗震研究具有必要性,因此,开展埋地钢制管道的地震响应分析具有重要性。在本文中,首先分析了埋地管道的震害特征。根据震害调查,总结了埋地管线的破坏模式和其主要影响因素。根据建立的管-土相互作用的三维实体模型,进行了地震作用下埋地钢制管道的地震响应分析,主要工作如下：1、管-土相互作用的三维实体模型的建立在埋地管道的有限元整体管-土模型中,管道采用壳体建模,土体采用实体建模,并且二者之间的相互作用采用接触进行模拟。采用有限元分析软件ADINA进行建模,有限元模型考虑了材料非线性和几何非线性,进行了相关参数的选取和边界条件的设定。2、埋地钢制管道的地震响应分析首先进行了埋地钢制管道模型的静力分析,然后分别从X、Y、Z三个方向输入Elcentro位移波,进行仿真研究,结果表明：在地震作用下,地震波沿X方向输入时,对地下管道破坏影响最大。其次,通过改变管-土间的摩擦系数、管道的壁厚和管道的埋深3个参数来研究它们对管道抗震性能的影响。计算结果为：地震作用下,在管-土摩擦系数为0.3时管道受到的轴向应力和各个附加应力最大。管道壁厚越厚,产生的各种应力值越小。管道随着覆土层厚度的增加所受到的各种应力值增大,不利于管道抗震,所以管道应尽量浅埋。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 城市地下管线抗震研究的意义及现状
• 1.1.1 研究的内容及意义
• 1.1.2 国内外研究的现实状况
• 1.2 本文主要研究工作内容
• 第二章 地下管道震害及抗震分析方法
• 2.1 国内外主要震害
• 2.2 地下管道震害特性
• 2.2.1 地震对地下管道的作用
• 2.2.2 管道破坏的形式和特征
• 2.2.3 影响管道破坏的主要因素
• 2.3 地下结构抗震的理论分析方法
• 2.3.1 拟静力近似分析法
• 2.3.2 反应位移法（日本）
• 2.3.3 抗震规范法
• 2.4 本章小节
• 第三章 ADINA有限元软件的介绍及模型建立
• 3.1 ADINA有限元软件的简介
• 3.1.1 ADINA有限元软件的发展历程
• 3.1.2 ADINA有限元软件的具体介绍
• 3.2 管-土有限元模型的建立
• 3.2.1 建模的基本假设和建模方法
• 3.2.2 管-土有限元模型建立及其他
• 3.3 材料及土体模型
• 3.4 本章小节
• 第四章 埋地管道的地震响应分析
• 4.1 地震波选取和输入方法
• 4.1.1 地震波的选取
• 4.1.2 地震波的输入
• 4.2 地震波输入方向对管道抗震的影响
• 4.2.1 Elcentro地震波的X向输入
• 4.2.2 Elcentro地震波的Y向输入
• 4.2.3 Elcentro地震波的Z向输入
• 4.3 各项参数对管道抗震的影响
• 4.3.1 管-土摩擦系数的影响
• 4.3.2 管道壁厚的影响
• 4.3.3 管道埋深的影响
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 已发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要