發(fā)布時(shí)間：2020-07-19 09:50

【摘要】：目前,各大城市普遍面臨著地面沉降變形與塌陷問(wèn)題,作為誘發(fā)城市地面變形和塌陷問(wèn)題的主要原因,管線滲漏引起的非飽和土軟化導(dǎo)致的土層變形及其對(duì)管線周邊既有建(構(gòu))筑物安全的影響越來(lái)越為人們所重視。本文基于有限元數(shù)值模擬方法首先分析管道滲漏過(guò)程中土中水體的滲流擴(kuò)散規(guī)律;其次,考慮非飽和土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)隨土體含水量的變化規(guī)律,對(duì)有限元子程序進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)以實(shí)現(xiàn)土體遇水軟化目的;最后,通過(guò)此方法對(duì)管線滲漏引起的土層軟化導(dǎo)致的非飽和土層變形與穩(wěn)定性及其對(duì)管線周邊既有建(構(gòu))筑物安全的影響進(jìn)行分析。主要研究成果如下:(1)土中水體擴(kuò)散規(guī)律為水體在滲漏壓力的作用下從滲漏口逐漸向四周擴(kuò)散流出且不同的影響因素產(chǎn)生不同時(shí)間空間效應(yīng)。比如:管線不同滲漏位置、不同埋深表現(xiàn)出空間效應(yīng);不同滲漏壓力、不同土體滲透特性表現(xiàn)出時(shí)間效應(yīng)。(2)通過(guò)對(duì)有限元軟件ABAQUS的USDFLD子程序二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了土體遇水軟化的效果,達(dá)到了土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)按照特定強(qiáng)度公式進(jìn)行改變的目的,得到了摩擦角隨飽和度線性變化、粘聚力隨飽和度指數(shù)變化的變化關(guān)系。(3)土體遇水軟化對(duì)土層變形影響為:無(wú)地表荷載作用情況下,土體軟化的影響程度有限,水體入滲還會(huì)造成地表一定程度的隆起;有地表荷載作用情況下,土體軟化的影響程度明顯,隨著滲漏的發(fā)展,土體中的塑性區(qū)不斷擴(kuò)大至貫通。(4)土體軟化引起的建筑物不均勻沉降隨滲漏時(shí)間呈指數(shù)變化趨勢(shì)。分析可知樁基礎(chǔ)抵抗沉降變形的能力較好,在無(wú)外在擾動(dòng)影響下,管線滲漏時(shí)樁基礎(chǔ)較為安全。同樣的狀況淺基礎(chǔ)出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能性大,文中認(rèn)為,為預(yù)防管線滲漏對(duì)淺基礎(chǔ)建筑物產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞應(yīng)保持建筑物與管線20m的凈距比較安全。(5)軟化土體對(duì)建筑物的影響中,不同影響因素影響程度的表現(xiàn)為:距離管線不同的建筑物距離影響程度樁長(zhǎng)(淺基礎(chǔ)埋深)影響程度管線埋深影響程度。建筑物的沉降差隨建筑物距離管線的距離呈指數(shù)變化趨勢(shì),隨樁長(zhǎng)(淺基礎(chǔ)埋深)呈線性變化趨勢(shì),而管線埋深則只在滲漏前期表現(xiàn)出一定的影響。本文的研究成果有助于分析和認(rèn)識(shí)城市管線滲漏對(duì)非飽和土層及周邊環(huán)境的影響,對(duì)城市地面塌陷變形及建(構(gòu))筑物沉降變形的認(rèn)識(shí)與研究有重大意義。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU990.3
【圖文】：

生活中，排水管線滲漏不易為人們所發(fā)覺(jué)，使得土體長(zhǎng)期處于浸泡之中，土逡逑體遇水軟化表現(xiàn)出強(qiáng)度降低的趨勢(shì)，在城市復(fù)雜的應(yīng)力場(chǎng)作用下，使得土體產(chǎn)生逡逑較為明顯的變形，對(duì)周邊既有建（構(gòu)）筑物的安全產(chǎn)生極大的威脅。圖１－２展示了逡逑部分土層變形造成的建筑物破壞。逡逑３逡逑

（ｃ）邋Ｆｅｎｇｔａｉ，邋Ｂｅｉｊｉｎｇ邐（ｄ）邋Ｘｉｎｙａｎｇ，邋Ｈｅｎａｎ逡逑圖１－１地面變形及塌陷事故逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｇｒｏｕｎｄ邋ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｃｏｌｌａｐｓｅ邋ａｃｃｉｄｅｎｔ逡逑除了出現(xiàn)塌陷事故外，土層變形還會(huì)給周邊既有建（構(gòu)）筑物帶來(lái)較大的影逡逑響。生活中，排水管線滲漏不易為人們所發(fā)覺(jué)，使得土體長(zhǎng)期處于浸泡之中，土逡逑體遇水軟化表現(xiàn)出強(qiáng)度降低的趨勢(shì)，在城市復(fù)雜的應(yīng)力場(chǎng)作用下，使得土體產(chǎn)生逡逑較為明顯的變形，對(duì)周邊既有建（構(gòu)）筑物的安全產(chǎn)生極大的威脅。圖１－２展示了逡逑部分土層變形造成的建筑物破壞。逡逑３逡逑

按管土相對(duì)剛度分類(lèi)，可以簡(jiǎn)單分為柔性管線和剛性管線？，按照管線功能分逡逑類(lèi)可分為地下管道、地下電纜兩大類(lèi)，各種管線按其用途和傳輸?shù)奈镔|(zhì)的分類(lèi)如逡逑圖１－３所示Ｗ。在各類(lèi)管線分類(lèi)中，不同管線的材質(zhì)規(guī)格用途、受力等方面均存在逡逑較大不同。逡逑５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張成平;岳躍敬;王夢(mèng)恕;;隧道施工擾動(dòng)下管線滲漏水對(duì)地面塌陷的影響及控制[J];土木工程學(xué)報(bào);2015年S1期

2 王艷華;謝汝強(qiáng);任嵐;張R

本文編號(hào)：2762253