埋地預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的地震響應(yīng)分析.pdf

1、地下管道是支持社會活動的重要基礎(chǔ)，一旦遭遇地震，將對城市用水、社會穩(wěn)定產(chǎn)生重大影響。南水北調(diào)工程目的地北京、天津均位于高烈度地震區(qū)。作為輸水管道的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的抗震研究具有重要的理論意義和工程實用價值。 地震作用下地下結(jié)構(gòu)的運動是土與結(jié)構(gòu)共同作用、相互影響的結(jié)果。本文以土-結(jié)構(gòu)相互作用為核心理論，動力有限元方法為分析手段，用大型通用有限元軟件ANSYS對地震作用下的地下管道建立了管-土相互作用模型，研究了地下結(jié)構(gòu)反應(yīng)的一些

2、規(guī)律，對管道在不同場地、內(nèi)水壓力、埋設(shè)深度、地震動頻率、管道厚度、管芯混凝土等級進行分析，為相關(guān)工程的抗震計算和設(shè)計提供參考和依據(jù)。主要研究工作和結(jié)果如下： （1）采用時程分析法，對地下管道進行了地震響應(yīng)分析。重點研究了幾種人工邊界和橫向計算范圍分別為32m、40m、48m、60m、72m、80m時對管道地震響應(yīng)計算結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明，采用粘彈性邊界在計算范圍達到15倍管道半徑時，計算結(jié)果趨于穩(wěn)定。在確定合理計算范圍的基礎(chǔ)

3、上，粘彈性邊界更適用于管道地震反應(yīng)分析。 （2）在確定合理計算范圍和人工邊界條件的基礎(chǔ)上，進一步分析了場地類型、地震動頻率、管道埋深、內(nèi)水壓力、管芯混凝土等級對地震反應(yīng)的影響。分析結(jié)果表明：場地類型和地震動頻率對管道地震反應(yīng)影響較大，在軟弱場地中，地震響應(yīng)位移和應(yīng)力均比較大；與管道埋深、內(nèi)水壓力關(guān)系不大，建議工程中采取良好的場地條件來降低地震中管道損壞的風(fēng)險。分析還表明提高混凝土等級對管道的抗震性能作用不大，適當(dāng)減小管道厚度可以