埋地HDPE管道的受力響應與加筋保護

第1章 緒論1
1.1 HDPE 管道及其應用    1
1.2 HDPE 管道國內外研究現(xiàn)狀    3
1.2.1 上覆土作用下管土相互作用    3
1.2.2 地基不均勻沉降下管土相互作用    7
1.2.3 土工合成材料對埋地管道的保護    13
1.2.4 柔性埋地管道接頭的力學性能    14
1.3 HDPE 管道現(xiàn)有研究總結與分析    18
1.4 本書主要內容    19
第2章 施工過程中埋地HDPE 管道的受力變形特征22
2.1 概述    22
2.2 現(xiàn)場試驗    23
2.2.1 試驗現(xiàn)場條件    23
2.2.2 試驗材料    24
2.2.3 試驗方案    24
2.3 數(shù)值模擬    26
2.3.1 數(shù)值模型的建立    26
2.3.2 數(shù)值參數(shù)敏感性分析    29
2.4 現(xiàn)場試驗結果及分析    31
2.4.1 土壓力    31
2.4.2 管頂土壓力現(xiàn)有規(guī)范計算值與現(xiàn)場實測值的對比    35
2.4.3 管道豎向和水平向撓曲變形    37
2.4.4 管道撓曲變形現(xiàn)有方法計算值與現(xiàn)場實測值的對比    38
2.5 數(shù)值模擬結果及分析    41
2.5.1 數(shù)值模型的驗證    41
2.5.2 管道頂部和側向土壓力    44
2.5.3 管道在填土高度小于其直徑時的豎向和水平向撓曲變形    52
2.5.4 管道在填土高度大于其直徑時的豎向和水平向撓曲變形    60
2.6 本章小結    67
第3章 埋地HDPE 管道在地基局部不均勻沉降下的力學響應69
3.1 概述    69
3.2 模型試驗材料及方案    70
3.2.1 模型試驗箱    70
3.2.2 試驗材料    70
3.2.3 試驗方案    71
3.3 模型試驗結果及分析    75
3.3.1 沒有埋設管道時土體自身的沉降變形    75
3.3.2 試驗管道的豎向變形    79
3.3.3 填土表面的沉降位移    85
3.3.4 土壓力的變化    87
3.3.5 考慮“三向土拱效應”的管道上覆土壓力計算方法    94
3.3.6 “三向土拱土壓力計算方法” 計算值與試驗實測值的對比    99
3.4 本章小結    103
第4章 土工合成材料對埋地HDPE 管道在地基局部不均勻沉降下的加筋保護105
4.1 概述    105
4.2 模型試驗材料及方案    106
4.2.1 試驗材料    106
4.2.2 試驗方案    106
4.3 數(shù)值模擬    110
4.3.1 數(shù)值模型的建立    110
4.3.2 數(shù)值建模的參數(shù)敏感性分析    112
4.4 模型試驗結果及分析    114
4.4.1 試驗管道的豎向變形    114
4.4.2 填土表面的沉降位移    117
4.4.3 土壓力的變化    119
4.4.4 管道環(huán)向應變的變化    121
4.5 數(shù)值模擬結果及分析    125
4.5.1 數(shù)值模型的驗證    125
4.5.2 管道豎向撓曲變形    127
4.6 本章小結    136
第5章 埋地HDPE 管道在斷層引發(fā)地基錯動下的力學響應138
5.1 概述    138
5.2 模型試驗材料及方案    139
5.2.1 模型試驗箱    139
5.2.2 試驗材料    140
5.2.3 試驗方案    141
5.3 模型試驗結果及分析    145
5.3.1 管道“四點彎曲” 試驗結果    145
5.3.2 模型箱試驗結果    147
5.3.3 模型箱試驗結果討論    155
5.4 本章小結    157
第6章 HDPE 管道接頭在斷層引發(fā)地基錯動下的力學響應159
6.1 概述    159
6.2 模型試驗材料及方案    160
6.2.1 試驗材料    160
6.2.2 試驗方案    161
6.3 模型試驗結果及分析    167
6.3.1 第1 組模型試驗結果    167
6.3.2 第2 組模型試驗結果    175
6.3.3 管道接頭開裂破壞時的轉角和剪切位移    176
6.3.4 管道接頭處的剪力計算    177
6.4 本章小結    181
第7章 結論與展望183
7.1 本書主要成果及特點    183
7.2 未來研究方向展望    186
附錄 187
附錄A 文中主要參數(shù)符號含義    187
附錄B“三向土拱土壓力計算方法”的算法流程圖    190
附錄C“三向土拱土壓力計算方法”的假定條件    191
附錄D 土工布對管道加筋保護的部分數(shù)值模擬結果    194
附錄E 土工合成材料對管道加筋保護方法的流程圖    211
參考文獻 212