埋地供水管道受地震波作用的分析.pdf

1、城市供水管網(wǎng)由輸水管道和配水管網(wǎng)構(gòu)成，由于供水管網(wǎng)覆蓋面廣，地震發(fā)生后，對城市生活和生產(chǎn)影響極大，特別在山地丘陵地區(qū)，因管道敷設(shè)場地條件復(fù)雜，管道震損更加嚴(yán)重。而目前我國對供水管網(wǎng)的抗震設(shè)計(jì)還處于初步階段，理論基礎(chǔ)不夠完善，特別是一些理論參數(shù)還無法確定。因此，對管道抗震理論模型的研究和設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)的研究具有實(shí)際意義。
　　本文首先在充分總結(jié)國內(nèi)外所收集歷史上多次重大地震災(zāi)害資料的基礎(chǔ)上，對埋地供水管道遭受地震破壞的類型和作用機(jī)理進(jìn)

2、行分析，提出地震作用下的埋地管道破壞模型，根據(jù)作用模型，開發(fā)埋地供水管道分析平臺，由分析平臺可對各種模型的輸入形式、模型參數(shù)等進(jìn)行多方面分析，提出較為合理的管道抗震設(shè)計(jì)計(jì)算模型及計(jì)算參數(shù)。文中涉及的主要理論模型有：反應(yīng)變位法模型、波動法模型、動力解析法模型、相對變形理論模型和擬靜力模型；重點(diǎn)分析的參數(shù)有：接頭彈簧系數(shù)、土彈簧系數(shù)、剪切波速等。本文針對山地丘陵地區(qū)的地形特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了地基因地震引起的沉降對埋地供水管道的彎曲破壞作用，提出

3、了供水管道彎曲變形計(jì)算公式，分析了彎曲變形特點(diǎn)。
　　由于模型及參數(shù)繁多，為了使計(jì)算更系統(tǒng)化，結(jié)構(gòu)性更強(qiáng)。本文基于MATLAB-GUI設(shè)計(jì)，開發(fā)了管道地震作用分析計(jì)算平臺，分析計(jì)算平臺結(jié)構(gòu)層次較好，分為三個(gè)層次：管材及管道構(gòu)造層次；管土相互作用模型層次；場地土特性及管道力學(xué)性能層次。通過數(shù)值計(jì)算分析，得到的主要結(jié)論有：(1)埋地管道根據(jù)其本身整體性能的好壞可分為連續(xù)管和分段管，連續(xù)管道的變形主要由管體本身承擔(dān)，分段管的變形主要集中