随着城市化进程的加快,埋地管道的应用日益广泛。埋地管道不仅受到上部覆土荷载的作用,而且还受到交通荷载、路面堆载、冲击荷载等各类荷载的影响,容易产生纵横向弯曲,附加的弯曲应力使管道在最薄弱处产生破裂而导致渗漏甚至爆管事故。有鉴于此,本文对垂直荷载作用(荷载作用垂直于水平面但不关于管道中轴线对称,文中所指垂直荷载均为此种荷载)下埋地管道的纵向力学性状进行了计算和分析。 文中对静载作用下管道力学计算的弹性力学方法进行了讨论。利用Boussinesq法,求解作用在管道上附加水平荷载和竖向荷载,再对求得的附加荷载进行相应的曲线拟合,最后将管道模拟为附加荷载作用下的弹性地基梁,运用弹性地基梁理论求解管道内力和变形,并推导了两种不同边界时的相应表达式。 论文应用ABAQUS有限元软件对静载和冲击动载作用下管道的力学响应进行了计算。探讨了静载作用下管径、埋深、荷载大小和位置、地基土体变形模量和泊松比对管道力学性状的影响;分析了冲击动载作用下荷载大小、作用时间和位置对管道力学性状的影响。 依据本文对管道力学性状的计算和分析所得的结果,提出了在管道工程设计和施工中宜采取的防护措施。 本文提出的研究方法和成果,可为埋地管道力学性状问题的进一步研究提供一定的理论依据。