地基不均匀沉降下大型PCCP力学响应机理分析

摘要

不良的地基条件会大大加速预应力钢筒混凝土管(PCCP)的结构退化进程,缩短管道服役寿命.为研究地基不均匀沉降下大型PCCP的响应特征及破坏模式,笔者基于ABAQUS软件建立了三维非线性有限元分析模型,考虑了管土及管节接头间的相互作用.通过模拟不同的地基不均匀沉降量,研究了内外荷载联合作用下PCCP的力学响应机理,分析和总结了PCCP的转角响应特点、管芯的应变分布与发展规律以及承插口结构的破坏模式.研究表明,地基不均匀沉降对管道承插口结构受力特征影响显著,对管身影响很小;沿管线40m范围内当地基沉降差达到35 cm时,管节间最大相对转角超过了设计规程限值(0.5 °);相对转角过大导致承插口结构受到显著的弯曲或挤压作用,产生微裂缝区域,外界腐蚀性物质侵入管壁内部,加速了PCCP结构性能的退化.