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《復(fù)雜荷載作用下埋地聚乙烯壓力管道的變形特征試驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、國內(nèi)圖書分類號(hào)：P694密級(jí)：公開國際圖書分類號(hào)：520西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文復(fù)雜荷載作用下埋地聚乙烯壓力管道的變形特征試驗(yàn)研究年級(jí)二〇一五級(jí)姓名楊成武申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士專業(yè)市政工程指導(dǎo)老師鄭爽英副教授二〇一八年五月ClassifiedIndex:P694U.D.C:520SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisEXPERIMENTALSTUDYONDEFORMATIONCHARACTERISTICSOFBURIEDPOLYETHYLENE
2、PRESSUREPIPEUNDERCOMPLICATEDLOADGrade:2015Candidate:YangChengwuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MunicipalEngineeringSupervisor:AssociateProfessor.ZhengShuangyingMay.2018西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁摘要在市政埋地管道應(yīng)用方面，PE管以其重量輕、耐腐蝕、管壁光滑、過流能力大以及適應(yīng)
3、場(chǎng)地沉降的大變形能力等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外已經(jīng)廣泛使用。某些應(yīng)用領(lǐng)域（比如城市排水）替代傳統(tǒng)管材已是作為一種趨勢(shì)。隨著PE管在市政埋地管材中的廣泛使用和使用范圍的不斷擴(kuò)大，PE管在使用過程中需要應(yīng)對(duì)的力學(xué)工況也愈加復(fù)雜，特別是聚乙烯類埋地塑料柔性管道。然而，目前針對(duì)PE管在復(fù)雜荷載作用下的研究才剛起步，且研究主要針對(duì)聚乙烯材料本身，沒有考慮埋地情況與管土相互作用；針對(duì)典型復(fù)雜荷載作用下埋地管線反應(yīng)的國內(nèi)外研究多為鋼管，不適用于PE管，研究時(shí)也沒有考慮管線的工作壓力對(duì)管道變形的影響。為了提出其復(fù)雜工況作
4、用下相應(yīng)的安全評(píng)價(jià)方法和提高埋地PE管的安全性，亟需開展復(fù)雜載荷條件下埋地PE管的強(qiáng)度研究。本文同時(shí)考慮埋地情況、管土相互作用和管內(nèi)工作壓力對(duì)埋地聚乙烯管變形的影響，建立了多種荷載條件下埋地聚乙烯管反應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛨?chǎng)地沉陷作用下埋地聚乙烯管反應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｍㄟ^向管內(nèi)注入壓縮空氣和改變管頂以上的填覆土厚度，研究了覆土荷載條件下埋地聚乙烯壓力管道的變形特征，分析了不同影響因素(工作壓力、覆土厚度、管周土體強(qiáng)度)對(duì)埋地聚乙烯管變形的影響；通過在模型底部中央設(shè)置長1.2m、寬1.0m可向下移動(dòng)的沉降板，
5、并改變沉降板豎直向下的位移，模擬了場(chǎng)地沉陷對(duì)埋地聚乙烯管變形的影響，研究了埋地聚乙烯管在不同工作壓力作用下隨沉陷區(qū)土體沉陷量變化時(shí)，其沿管軸方向管線的豎向位移大小、應(yīng)變分布規(guī)律、危險(xiǎn)點(diǎn)位置以及危險(xiǎn)點(diǎn)處應(yīng)變大小影響的敏感因素等內(nèi)容。試驗(yàn)表明：（1）覆土荷載和工作壓力共同作用下，埋地聚乙烯管的最大應(yīng)變點(diǎn)位于管頂，管道左右兩側(cè)的應(yīng)變次之，管底的應(yīng)變最小，均為環(huán)向拉應(yīng)變。（2）柔性管道與剛性管道工作機(jī)理不同，管周的土體既是作用荷載，也是增強(qiáng)管道強(qiáng)度和剛度的一種介質(zhì)，管周一定范圍內(nèi)的填覆土強(qiáng)度是影響埋地聚
6、乙烯管變形的敏感因素。（3）覆土荷載和工作壓力共同作用下，當(dāng)覆土厚度在50cm至100cm范圍變化時(shí)，埋地聚乙烯管最大應(yīng)變值隨覆土厚度改變沒有明顯變化。（4）覆土荷載和工作壓力共同作用下，埋地聚乙烯管最大應(yīng)變值隨工作壓力的增加而增加，工作壓力和最大應(yīng)變值兩者間具有明顯的線性關(guān)系。西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁（5）無壓狀態(tài)下，聚乙烯管埋設(shè)地發(fā)生沉陷時(shí)，當(dāng)沉陷量在0-200mm范圍內(nèi)變化時(shí)，管危險(xiǎn)點(diǎn)位于沉陷區(qū)管中截面管底，為縱向拉應(yīng)變；當(dāng)沉陷量在250-500mm范圍內(nèi)變化時(shí)，管危險(xiǎn)點(diǎn)位于
7、沉陷區(qū)管中截面管頂，為縱向壓應(yīng)變。（6）有工作壓力時(shí)，當(dāng)聚乙烯管埋設(shè)地發(fā)生沉陷，管危險(xiǎn)點(diǎn)位于沉陷區(qū)管中截面管頂，為環(huán)向拉應(yīng)變，且埋地聚乙烯管危險(xiǎn)點(diǎn)處應(yīng)變值隨工作壓力的增大而增大。但當(dāng)沉陷量較大時(shí)，工作壓力是影響其變形的次要影響因素，埋地聚乙烯管是否發(fā)生破壞主要由使管線發(fā)生縱向彎曲產(chǎn)生的縱向壓應(yīng)力控制，此時(shí)管危險(xiǎn)點(diǎn)仍然位于沉陷區(qū)管中截面管頂，為縱向壓應(yīng)變。（7）埋地聚乙烯管最大應(yīng)變值隨著沉陷量的增大而增大。（8）聚乙烯管埋設(shè)地發(fā)生沉陷時(shí)，比較有工作壓力作用下和無工作壓力作用下的埋地聚乙烯管反應(yīng)情況
8、，有工作壓力作用時(shí)，聚乙烯管危險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)變值發(fā)生了驟增。（9）場(chǎng)地沉陷過程中形成的土拱減小了埋地聚乙烯管受到的上覆土體荷載，對(duì)埋地聚乙烯管的安全運(yùn)行起到了保護(hù)作用。（10）埋設(shè)聚乙烯管場(chǎng)地發(fā)生沉陷時(shí)，管線最大豎向位移處截面的管頂位移隨沉陷量的增大而增大，但位移值遠(yuǎn)小于土體沉陷量。這是由于鄰近的非沉陷區(qū)砂土失去了橫向約束力作用，而砂土具有較強(qiáng)的流動(dòng)特性，會(huì)向沉陷區(qū)移動(dòng)，減緩了埋地聚乙烯管向下沉降的趨勢(shì)，對(duì)場(chǎng)地沉陷作用下的埋地聚乙烯管起到了保護(hù)作用。關(guān)鍵詞：埋地聚乙烯管；管土相互作用；場(chǎng)地沉陷；沉陷
