地下输水管线在地震中极易遭受损坏,会给人们的生命财产带来巨大损失。地震中,管线接口破坏最为常见,当纵向应力过大时,会将接口拔出或压坏,甚至造成管道环向断裂。地震中的埋地输水管道存在管土水相互作用,并且这种作用对管道的动力响应有较大影响。本文先计算了静载作用下的管道纵向应力,然后建立了地震作用下的管道动力学方程,计算了管道纵向应力,主要研究内容和结论如下:(1)结合规范,计算了在地面堆载、竖向土压力、工作压力、自身重力、水的重力作用下的管道纵向应力,并分析了埋深、场地类别、管径、壁厚、工作压力对管道纵向应力的影响。(2)基于Hamilton原理,考虑管土相互作用,结合有限元建立了地震作用下无水管道的动力学方程,通过编制MATLAB程序计算了管道纵向应力,并分析了埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、地震波对管道纵向应力地震响应的影响。结果表明:在不同的埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、地震波条件下,纵向应力的变化趋势滞后于地震波位移的变化趋势,纵向应力峰值随着以上因素的变化有所不同。(3)基于Hamilton原理,考虑管土水相互作用,结合有限元建立了地震作用下有水管道的动力学方程,通过编制MATLAB程序计算了管道纵向应力,并分析了埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、工作压力、流速、地震波类别对管道纵向应力地震响应的影响。研究结果表明:在不同的埋深、场地类别、管径、壁厚、计算长度、工作压力、流速、地震波类别条件下,纵向应力的变化趋势滞后于地震波位移的变化趋势,纵向应力峰值随着以上因素的变化有所不同;管道上部纵向应力峰值随着工作压力的增大而减小,下部纵向应力峰值随着工作压力的增大而增大;流速对管道纵向应力的地震响应影响较小。(4)对无水管道和有水管道纵向应力做了对比分析。有水管道和无水管道相比,弯曲应力变小,轴向应力近似相等。分析原因如下:有水管道存在管水相互作用,这种作用会减小弯曲应力,而对轴向应力影响较小。以上研究方法和结论可以为相关理论研究或工程应用提供参考,为进一步研究埋地输油、输气等压力管道的抗震设计提供借鉴。