埋地HDPE管道的受力响应与加筋保护

第1章 绪论1
1.1 HDPE 管道及其应用    1
1.2 HDPE 管道国内外研究现状    3
1.2.1 上覆土作用下管土相互作用    3
1.2.2 地基不均匀沉降下管土相互作用    7
1.2.3 土工合成材料对埋地管道的保护    13
1.2.4 柔性埋地管道接头的力学性能    14
1.3 HDPE 管道现有研究总结与分析    18
1.4 本书主要内容    19
第2章 施工过程中埋地HDPE 管道的受力变形特征22
2.1 概述    22
2.2 现场试验    23
2.2.1 试验现场条件    23
2.2.2 试验材料    24
2.2.3 试验方案    24
2.3 数值模拟    26
2.3.1 数值模型的建立    26
2.3.2 数值参数敏感性分析    29
2.4 现场试验结果及分析    31
2.4.1 土压力    31
2.4.2 管顶土压力现有规范计算值与现场实测值的对比    35
2.4.3 管道竖向和水平向挠曲变形    37
2.4.4 管道挠曲变形现有方法计算值与现场实测值的对比    38
2.5 数值模拟结果及分析    41
2.5.1 数值模型的验证    41
2.5.2 管道顶部和侧向土压力    44
2.5.3 管道在填土高度小于其直径时的竖向和水平向挠曲变形    52
2.5.4 管道在填土高度大于其直径时的竖向和水平向挠曲变形    60
2.6 本章小结    67
第3章 埋地HDPE 管道在地基局部不均匀沉降下的力学响应69
3.1 概述    69
3.2 模型试验材料及方案    70
3.2.1 模型试验箱    70
3.2.2 试验材料    70
3.2.3 试验方案    71
3.3 模型试验结果及分析    75
3.3.1 没有埋设管道时土体自身的沉降变形    75
3.3.2 试验管道的竖向变形    79
3.3.3 填土表面的沉降位移    85
3.3.4 土压力的变化    87
3.3.5 考虑“三向土拱效应”的管道上覆土压力计算方法    94
3.3.6 “三向土拱土压力计算方法” 计算值与试验实测值的对比    99
3.4 本章小结    103
第4章 土工合成材料对埋地HDPE 管道在地基局部不均匀沉降下的加筋保护105
4.1 概述    105
4.2 模型试验材料及方案    106
4.2.1 试验材料    106
4.2.2 试验方案    106
4.3 数值模拟    110
4.3.1 数值模型的建立    110
4.3.2 数值建模的参数敏感性分析    112
4.4 模型试验结果及分析    114
4.4.1 试验管道的竖向变形    114
4.4.2 填土表面的沉降位移    117
4.4.3 土压力的变化    119
4.4.4 管道环向应变的变化    121
4.5 数值模拟结果及分析    125
4.5.1 数值模型的验证    125
4.5.2 管道竖向挠曲变形    127
4.6 本章小结    136
第5章 埋地HDPE 管道在断层引发地基错动下的力学响应138
5.1 概述    138
5.2 模型试验材料及方案    139
5.2.1 模型试验箱    139
5.2.2 试验材料    140
5.2.3 试验方案    141
5.3 模型试验结果及分析    145
5.3.1 管道“四点弯曲” 试验结果    145
5.3.2 模型箱试验结果    147
5.3.3 模型箱试验结果讨论    155
5.4 本章小结    157
第6章 HDPE 管道接头在断层引发地基错动下的力学响应159
6.1 概述    159
6.2 模型试验材料及方案    160
6.2.1 试验材料    160
6.2.2 试验方案    161
6.3 模型试验结果及分析    167
6.3.1 第1 组模型试验结果    167
6.3.2 第2 组模型试验结果    175
6.3.3 管道接头开裂破坏时的转角和剪切位移    176
6.3.4 管道接头处的剪力计算    177
6.4 本章小结    181
第7章 结论与展望183
7.1 本书主要成果及特点    183
7.2 未来研究方向展望    186
附录 187
附录A 文中主要参数符号含义    187
附录B“三向土拱土压力计算方法”的算法流程图    190
附录C“三向土拱土压力计算方法”的假定条件    191
附录D 土工布对管道加筋保护的部分数值模拟结果    194
附录E 土工合成材料对管道加筋保护方法的流程图    211
参考文献 212