大直径直线钢顶管管周受力特性数值模拟研究

摘要

钢顶管作为薄壁结构,受力时与土体变形协调,故现有规范在计算钢顶管土压力时存在缺陷。通过ABAQUS有限元软件分析了不同参数设置下钢顶管土压力和摩阻力的数值大小与分布情况,并提出钢顶管侧向土压力的修正系数。模拟结果表明:DN2000钢顶管在113 kPa的竖向土压力作用下,水平向变形可达管径7‰,产生水平土体附加抗力;钢顶管土压力值与管道径厚比、埋深比呈显著正相关,土体变形模量的增大限制了管侧土压力的增加;侧向土压力系数随管侧变形呈指数增长;单位长度管壁摩阻力随径厚比和埋深的增加而上升,而管侧土变形模量对摩阻力的影响几乎不计。