基于能量法的隧道穿越引起既有管线变形研究

TU990.3; 针对隧道穿越引起既有管线变形的问题,本文出发点并非沿用力学平衡,而是从系统能量入手.将既有管线视为Euler-Bernoulli梁,并搁置于可考虑地基连续变形的Pasternak地基上.参考Rayleigh-Ritz法给出位移函数,写出地基梁系统各部分的功能表达式,建立关于管线变形的总势能方程.依据最小势能原理对其进行变分运算并求解,推导得到计算管线变形的理论解析.分别利用有限元软件的模拟结果和已发表文献中实际工程的监测数据验证所提方法的合理性.进一步对既有管线抗弯刚度、新旧结构穿越角度以及地层损失率展开参数分析.研究结果表明,随着既有管线抗弯刚度和新旧结构穿越角度的增大,既...

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Published in防灾减灾工程学报 Vol. 44; no. 1; pp. 128 - 136
Main Authors 罗文俊, 刘天宇, 郝结平, 江学辉
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东交通大学江西省防灾减灾及应急管理重点实验室, 江西南昌 330013%华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013 01.02.2024
华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013
Subjects
energy method
elastic foundation beam theory
管线变形
弹性地基梁理论
tunnel crossing
能量法
理论解析
theoretical analysis
pipeline deformation
隧道穿越
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ISSN1672-2132
DOI10.13409/j.cnki.jdpme.20220903001

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Summary:TU990.3; 针对隧道穿越引起既有管线变形的问题,本文出发点并非沿用力学平衡,而是从系统能量入手.将既有管线视为Euler-Bernoulli梁,并搁置于可考虑地基连续变形的Pasternak地基上.参考Rayleigh-Ritz法给出位移函数,写出地基梁系统各部分的功能表达式,建立关于管线变形的总势能方程.依据最小势能原理对其进行变分运算并求解,推导得到计算管线变形的理论解析.分别利用有限元软件的模拟结果和已发表文献中实际工程的监测数据验证所提方法的合理性.进一步对既有管线抗弯刚度、新旧结构穿越角度以及地层损失率展开参数分析.研究结果表明,随着既有管线抗弯刚度和新旧结构穿越角度的增大,既有管线的变形减小;而随着地层损失率的增大,既有管线的变形也随之增大.所提方法可快速评估隧道开挖对既有管线的影响.
ISSN:1672-2132
DOI:10.13409/j.cnki.jdpme.20220903001