水工装置是地下管道、储水系统等配套的一类结构物的统称,如污水检查井、化粪池、电力检查井、沼气池等。传统的水工装置一般是砖砌或钢筋混凝土结构,由于修筑时缝隙间容易出现砂浆不密实的现象,故在使用过程中容易出现渗漏、寿命比较短等问题。随着塑料工业的不断发展,地下塑料管道在市政和建筑领域得到广泛的应用。由于传统水工装置和塑料管道两种结构的材质不同,使得变形不能相互协调,从而造成连接处发生渗漏的现象更为突出。为了解决这些问题,适应可持续发展和节能减排的需求,研制新型的塑料水工装置是势在必行。塑料水工装置的传统设计方法是根据经典土力学理论,进行结构的强度和刚度计算或验算。而对于实际结构,由公式计算的结果往往具有较大误差,尤其是高应力区域,难以精确计算。故工程上经常采用经验设计,而这样往往又会导致整体安全裕度过高或结构的局部强度不足等不合理现象的存在。随着计算机技术及有限元理论的发展,利用现代设计方法对水工装置的结构进行设计研究成为可能。为了研究此类塑料装置的结构,本文以某型号塑料检查井为研究对象,对塑料检查井注塑模具结构进行了设计；考虑检查井塑料材料的非线性,利用有限元分析软件对其进行非线性数值模拟计算,并结合实验测试结果对有限元模型进行修正,再此基础上对塑料检查井结构进行分析研究。其主要研究内容如下：1、了解有限单元法的基本思路,利用有限元分析软件,建立两种形式塑料检查井的简化模型,进行检查井的回填过程数值模拟,得出检查井在不同回填深度时结构的应力场和位移场,并对筋板增强型塑料检查井与平壁型检查井的计算结果进行对比；2、利用电测法,对塑料检查井进行实际的埋地试验测试,得出各测点在不同回填深度的应力值以及结构测点应力在不同工况下的变化曲线,并与有限元计算结果进行对比,以此对有限元模型进行修正；3、分析塑料检查井的结构形式,了解注塑成型的工艺要求,完成对塑料检查井注塑机的选型,在此基础上对塑料检查井模具进行结构设计；4、针对检查井筋板设计高度的不同,对其进行计算分析,研究筋板对塑料检查井结构力学性能的影响；5、根据不同的土壤性质、不同材料的配方,研究检查井的结构及受力情况；6、采用土壤与检查井结构整体建模的形式,研究土壤对结构的作用,并对比传统土力学公式计算结果,分析结构实际的受力状况；7、在塑料检查井研究的基础上,对其他塑料水工结构(如塑料化粪池、塑料水渠等)进行了介绍和有限元分析。