滑坡作用下排水管道埋地箱涵受力分析

摘要

市政排水管道是城市防洪排涝、输送污水的设施，是城市基础设施的重要组成部分。本文以重庆市排水主干管A管线为研究背景，对滑坡等地质灾害作用下的排水管道埋地箱涵进行了受力分析，主要研究内容和结论如下：
　　 首先，介绍了现有滑坡推力的计算方法，利用传递系数法计算了A管线典型地段的滑坡推力。通过建立滑坡发生时埋地管道的受力模型，推导了考虑剪切变形影响的管道内力、变形方程。分析结果显示，剪切变形对跨越管道的纵向位移影响较大，对管线内力的影响则不明显。同时，地基土体对管道有明显的支撑作用，管道完全悬空时是受力最不利的工况。
　　 其次，以A管线典型管段的埋地箱涵为原型，制作了2根缩尺比例为1：5的钢筋混凝土箱梁进行单调静力加载试验。试验构件表现为剪切破坏，裂缝分布比较均匀，没有出现明显的临界斜裂缝。破坏形态经历了腹剪斜裂缝开展，弯曲裂缝出现，弯剪斜裂缝开展，斜压杆压溃阶段。混凝土开裂前，构件的剪切变形较小，主要以弯曲变形为主。斜裂缝开展到一定宽度后，构件的抗剪刚度急剧减小。构件底板配置了较多纵筋，达到最大极限承载力之后，挠度增长比较大，非突然破坏。
　　 试验结果表明，箍筋在混凝土开裂之后承担了较多的剪力，为主要的抗剪部件。底板纵筋在加载初期为线性增长，出现弯曲裂缝时纵筋应变骤增。纵筋应变受多种因素影响，只有部分区域呈现剪力滞效应。腹板纵筋应力沿高度分布情况表明，开裂之前截面应变基本符合平截面假定，开裂之后则不符合。
　　 最后，采用有限元软件ABAQUS中的损伤塑性模型，对试验梁进行了非线性有限元模拟。分析结果表明有限元模型较好地模拟了构件的破坏形态，对极限承载力的模拟效果也较好。但是有限元模型刚度偏大，分析全过程的挠度均小于试验测得的位移值。有限元分析结果表明底板纵筋应力符合正剪力滞现象，腹板纵筋应力沿高度分布则显示平截面假定成立。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 滑坡推力研究

3 埋地管道在滑坡作用下的力学分析

4 钢筋混凝土简支箱梁承载力试验

5 有限元分析

6 结论与展望

致 谢

参考文献

附 录