钢波纹管的力学性能分析-东南大学学报自然科学版.PDF

第４７卷第６期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４７ Ｎｏ．６ 　 ２０１７年１１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｎｏｖ．２０１７ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１７．０６．０１７ 钢波纹管的力学性能分析 １ １ ２ 尤　?　 缪林昌　 董冬冬 １ （东南大学岩土工程研究所，南京２１００９６） ２ （上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海２０００９２） 摘要：提出采用截面参数分析法与有限元数值模拟相结合的方法对钢波纹管受力变形进行计算 分析．将截面参数分析法所得计算结果与美国ＡＳＴＭ规范对比，验证了截面参数分析法的有效 性．根据截面参数计算结果将钢波纹管道等效为实壁管道，并在此基础上对应不同工况建立有限 元数值模型，进一步研究了钢波纹管道在填土施工过程中的变形与内力特性，总结了其力学性能 与填土高度、管道规格的对应关系和钢波纹管道设计中的建议管道规格．最终根据钢波纹管道施 工现场工况，对管周土体竖向土压力及管道环向应变进行计算，通过与现场实测数据对比，验证 了该方法模拟钢波纹管管土相互作用的有效性．研究表明所提出的钢波纹管分析方法简便准确， 并能很好地再现钢波纹管道的力学特性． 关键词：钢波纹管道；等效方法；力学性能；现场施工 中图分类号：Ｕ１７５．２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１７）０６１１８７０８ Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｓｔｅｅｌｐｉｐｅｓ １ １ ２ ＹｏｕＱｕａｎ　 ＭｉａｏＬｉｎｃｈａｎｇ　 ＤｏｎｇＤｏｎｇｄｏｎｇ １ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＳｈａｎｇｈａｉＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｏｍｂｉｎｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｓｔｅｅｌｐｉｐｅｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙ ｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｉｎａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈＡＳＴＭｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｅｃ ｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ．Ｂｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｌｙｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｐｉｐｅｓｔｏｓｏｌｉｄｗａｌｌｐｉｐｅｓｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆ ｆｅｒｅｎｔｆｉｅｌｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｏｆｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｓｔｅｅｌｐｉｐｅｓａｓｗｅ