本书依托中国航空油料集团公司科技项目, 在分析、总结国内外已有研究成果的基础上, 建立了输油管道-土基-交通荷载三维有限元模型, 通过系统的静力、动力分析, 明确了输油管道荷载应力的分布规律与影响因素, 提出了管土相互作用摩擦系数推荐值, 并通过统计确定了不同埋设方式、不同荷载条件下管土工作应力水平, 系统总结了不同影响因素状况下管道土压力系数及动荷载系数。本文研究成果对于分析输油管道力学响应和工程设计具有一定的参考价值。
。前言第 1 章 绪论............. 11.1 研究背景 ............ 11.2 国内外研究现状 .......... 21.2.1 管道土压力分析 ......... 21.2.2 管道内力分析 .......... 51.3 主要研究内容及技术路线 ........ 91.3.1 主要研究内容 .......... 91.3.2 技术路线........... 101.4 本书结构............ 11第 2 章 机坪输油管道力学行为计算理论与方法 ..... 122.1 输油管道的土压力计算......... 132.1.1 现行土压力计算理论及方法....... 132.1.2 现行规范土压力系数法........ 212.1.3 土压力弹性解.......... 242.2 输油管道结构内力计算......... 302.2.1 现行输油管道结构内力计算模型...... 302.2.2 规范公式........... 402.3 附加荷载计算........... 412.3.1 Boussinesq 法 .......... 412.3.2 分布角法........... 412.4 小结............. 42第 3 章 机坪输油管道动态响应三维有限元模型 ..... 433.1 ABAQUS 单元........... 443.1.1 单元的表征.......... 443.1.2 实体单元........... 453.1.3 弹簧单元........... 463.2 三维有限元模型的建立......... 473.2.1 荷载模型........... 473.2.2 道面模型........... 543.2.3 土基模型........... 553.2.4 管道模型........... 633.3 模型的验证........... 703.3.1 土体自重作用下模型验证....... 703.3.2 附加荷载作用下模型验证....... 723.4 小结............. 73第 4 章 土体自重作用下输油管道力学行为 ...... 754.1 管土相互作用形态分析......... 754.1.1 模型条件........... 754.1.2 土体重力条件下的管土相互作用...... 764.2 土压力分布形态分析......... 794.2.1 上埋式管道土压力分析........ 794.2.2 沟埋式管道土压力分析........ 874.2.3 弹性半空间土体土压力分析....... 974.3 土压力系数分析 .......... 1024.3.1 埋设类型参数 ......... 1024.3.2 土体自重竖向土压力系数 ....... 1034.3.3 土体自重侧向土压力系数 ....... 1034.4 小结 ............ 104第 5 章 交通荷载作用下输油管道力学行为...... 1055.1 管土相互作用形态分析 ........ 1055.1.1 模型条件分析 ......... 1055.1.2 静载条件下的管土相互作用 ...... 1065.2 静载作用下管道应力分布形式分析 ...... 1095.2.1 施工荷载对土压力的影响分析 ...... 1095.2.2 飞机荷载对土压力的影响分析 ...... 1155.2.3 施工荷载与飞机荷载土压力比较分析 .... 1185.3 管道结构动力学分析原理 ........ 1195.3.1 运动方程 .......... 1195.3.2 Newmark￣β 算法 ......... 1215.3.3 阻尼分析 .......... 1245.3.4 结构模态分析与阻尼计算 ....... 1285.4 输油管道动态响应分析 ........ 1295.4.1 阻尼分析 .......... 1295.4.2 动载作用下管道应力 ........ 1355.5 土压力系数及动荷载系数分析 ....... 1445.5.1 荷载类型参数取值 ........ 1445.5.2 附加土压力系数分析 ........ 1455.6 小结 ............ 145第 6 章 结论与展望........... 1476.1 主要成果和结论 .......... 1476.2 主要创新点 ........... 1516.3 有待进一步研究的问题 ........ 152参考文献............. 154
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