城市排污管道的受力变形特征研究

论文摘要

随着国家经济的快速发展，市政地下管道的应用越来越广泛，其中城市排污管道在整个城市市政管网中占有重要的低位。本文在研究地下管道基本计算理论和方法的基础上，对城市排污管道的受力状态及变形特征进行了详细的分析计算，得出了一些有益于城市排污管道设计与施工的初步结论。本文的主要工作内容包括以下几个方面：（1）对管周土压力的常用计算方法及理论进行了简要的阐述，并对本文有限元分析所用软件Plaxis进行了较为详细的介绍。（2）对软土地区城市地下管道受力性状进行有限元分析，从管道埋深、管径、地下水位、管顶覆土刚度、界面折减系数等影响因素分别对地下管道周围径向应力进行分析，得出各因素对管道土压力的影响规律。同时对管道侧向土压力进行了计算分析，将结果与现行规范计算结果进行对比，提出适合软土地区地下管道侧向土压力的计算方法，其方法与有限元结果有较好的拟合。（3）对于广东省东莞市沙田镇市政管网工程进行了简要的介绍，分析了工程中的一类管道的管周土压力分布规律，并对该排污管道在雨水淡季及雨季对管周土压力的影响分别作了分析对比，得出雨季对管道周围土压力的影响规律。（4）将数值分析结果与理论计算结果进行对比，从中找出适合本文所针对工程地区的管顶土压力的计算方法。（5）根据以上的分析和理论计算，得出软土地区地下管道的变形与破坏规律，为市政工程提供参考建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 2 地下管道受力分析基本理论
• 2.1 地下管道的分类
• 2.1.1 依据管道相对刚度划分
• 2.1.2 依据管道材料划分
• 2.1.3 依据施工方式划分
• 2.2 地下管道受力分析的常用计算方法
• 2.2.1 马斯顿散体极限平衡法
• 2.2.2 卸荷拱法
• 2.2.3 土柱法
• 2.2.4 土压力集中系数法
• 2.2.5 有限元数值分析法
• 2.3 基于 Plaxis 软件的有限元分析方法
• 2.3.1 Plaxis 软件的基本功能和特点
• 2.3.2 Plaxis 软件常用模型介绍
• 2.4 本章小结
• 3 城市排污管道的受力特征分析
• 3.1 分析模型的建立
• 3.1.1 工程背景概述
• 3.1.2 计算假定
• 3.1.3 分析模型的选择与材料参数
• 3.2 软土地区地下管道周围土压力的数值分析
• 3.2.1 管道埋深的影响分析
• 3.2.2 管径的影响分析
• 3.2.3 地下水位的影响分析
• 3.2.4 管周土体刚度的影响分析
• 3.2.5 界面折减系数的影响分析
• 3.2.6 管道侧向土压力的分析
• 3.3 软土地区地下管道土压力系数的分析
• 3.4 本章小结
• 4 城市排污管道工程实例分析
• 4.1 计算参数及模型的确定
• 4.2 有限元分析与结果
• 4.2.1 雨水淡季土压力分析
• 4.2.2 雨水季节土压力分析
• 4.3 本章小结
• 5 基于数值分析结果对排污管道计算方法的讨论
• 5.1 土压力系数计算计算方法的讨论
• 5.2 基于数值分析及现场检测结果对管道变形规律的讨论
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.1.1 对于管道受力影响因素的有限元分析
• 6.1.2 关于管道侧向土压力的分析
• 6.1.3 工程实例分析
• 6.1.4 管道计算方法的讨论以及管道变形破坏规律
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读硕士期间发表论文