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由于我国处在地震频发的地震带上,供水管道埋设在地下,当地震发生后,无法立刻了解到管道的损坏情况,从而对管道的维修造成困难。因此研究管道在地震作用和土-管-水耦合作用下的伤损形成,对管道的伤损情况进行准确判断具有很大的现实意义。本文综合考虑地震作用和土-管-水耦合作用,对管道进行全面的受力分析。应用ADINA建立埋地供水承插管、直管、弯管的计算模型,分析管道的应力应变情况,根据管材的材料特性,基于应力应变判断管道伤损形成情况并分析伤损处应力应变情况。本文的研究内容主要如下:1、根据地震作用理论、管土作用理论和流-固耦合理论建立埋地供水管道理论计算模型,提出管道轴向位移、轴向拉伸应力、轴向弯曲应力和环向应力计算公式。通过比较轴向位移和允许位移,组合应力与屈服强度,提出管道的伤损判定准则。2、利用ADINA建立地震激励下埋地承插管模型,计算不同管径、埋深、烈度下,承插管轴向位移。发现承插管道的伤损位置首先出现在接头处。管道轴向位移随着管径的增大而减小,几种常见管径均发生了伤损;管道轴向位移随着埋深的增加而减小,当埋深达到1.8m后,管道轴向位移处于允许位移范围内,认为管道处于完好状态;管道轴向位移随着烈度的增加显著增大,只有当烈度为6度时,承插管处于完好状态,当烈度为8度(地震基本加速度为0.3g)时,管道发生破坏。3、利用ADINA建立地震激励下埋地供水直管模型,计算不同管径、埋深、烈度下,直管段组合应力。发现直管伤损位置主要在出口端。管道产生伤损的时间随着管径的增大而增大,当管径为DN500时,管道未发生伤损;伤损时间随着埋地的增大而增大,当埋深达到1.8m后,管道处于完好状态;伤损时间随着烈度的增加而减小,只有当地震烈度为7度(地震基本加速度值为0.15g)时,管道处于完好状态。4、利用ADINA建立地震激励下埋地弯管模型,计算不同管径、埋深、烈度下,弯管的组合应力。发现弯管的伤损位置主要在弯头部分。弯管的伤损时间随着管径的增大而增大,当管径为DN300、DN350时,弯管发生破坏;伤损时间随着埋深的增加而增大,埋深达到1.8m后,弯管处于完好状态;当烈度达到7度后,弯管均迅速发生伤损然后破坏。5、对比分析地震作用下承插管、直管和弯管伤损情况,发现当管径达到DN500后,管道的一般不易发生破坏,管道在伤损情况下能正常运行;当埋深达到1.8m后,管道处于正常运行状态,说明埋深对于深埋管道的伤损形成影响细微;管道对地震的反应剧烈,大多数管道在强地震作用下都易发生伤损破坏。6、根据实际工程情况,利用ADINA软件分别计算了两地区承插管道轴向位移和直管道组合应力,通过伤损判定准则判断管道伤损形成,发现计算判定结果与实际情况相符,从而验证了伤损判定准则的可行性。