›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S1): 61-65.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S1.011

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

轴向荷载作用下管与软土相互作用模型试验

王建华1, 2,杨召焕1, 2   

  1. 1. 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072;2. 天津大学 岩土工程研究所,天津 300072
  • 收稿日期:2014-11-10 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:王建华,男,1955年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土地震工程与海洋岩土工程研究。

Model tests on interaction between pipeline and soft clay under axial loading

WANG Jian-hua1, 2 , YANG Zhao-huan1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
  • Received:2014-11-10 Online:2015-07-11 Published:2018-06-14

摘要: 开展室内模型试验研究了PE涂层足尺管道在软弱黏土中发生纵向位移时静置时间、加载速率以及土层不排水抗剪强度3个因素对轴向摩擦特性的影响。研究表明,管与软黏土纵向相互作用的抗力-位移曲线存在硬化型和软化型两种形式,前者的峰值摩擦阻力一般出现在加载过程的最后阶段,而后者的峰值摩擦阻力则出现在相对位移为(0.005~0.02)D(D为 管直径)范围内;试验测得的峰值摩擦系数取值介于0.12~0.23之间,且该值比美国API规范推荐值偏小;管土纵向峰值摩擦系数与加载速率成正相关关系,且加载速率对抗力-位移曲线类型无显著影响;常见的不排水抗剪强度范围内,土层的不排水抗剪强度值越低,纵向摩擦系数越大。上述结论可为海底埋设管线与软黏土纵向相互作用摩擦系数的确定提供参考依据。

关键词: 埋设管线, 海洋软土, 纵向相互作用, 模型试验, 管土摩擦系数

Abstract: The effect of three influential factors including the pause period, the loading rate and the undrained shear strength of soft clay on the axial friction property is investigated using the laboratory model test, when the relative axial displacement of the full-scaled PE-coated pipe and the soft clay take place. The research revealed that there are two forms of force-displacement curves of pipe-clay axial interaction: hardening type and softening type. The peak resistance mobilization distance ranges of 0.005D to 0.02D (D: the diameter of the pipe) for softening type while appears in the last stage of the loading process for hardening type. The peak measured friction coefficients ranged from 0.12 to 0.23 are less than the API recommended values. The peak fiction coefficients are positively related to the loading rates; but the loading rates have no significant effect on the forms of force-displacement curves. The fiction coefficients of clay with high shear strength are lower than the fiction coefficients of clay with low shear strength within the scope of common undrained shear strengths. The conclusion provides references for determining the friction coefficient of axial interaction between buried marine pipeline and clay.

Key words: buried pipeline, marine soft clay, axial interaction, model test, pipeline-soil friction coefficient

中图分类号: 

  • TU 443
[1] 邹维列, 樊科伟, 张攀, 韩仲, . 土工泡沫减压膨胀土挡墙侧向压力及影响因素分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2537-2544.
[2] 刘欣, 沈宇鹏, 刘志坚, 王炳禄, 刘越, 韩昀希. 地下水流速对地铁联络通道冻结壁形成过程影响的模型试验[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2667-2678.
[3] 谢康, 苏谦, 陈晓斌, 刘宝, 王武斌, 王迅, 邓志兴, . 无砟轨道聚氨酯碎石防水联结层单元模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2308-2317.
[4] 卢钦武, 关振长, 林林, 吴淑婧, 宋德杰. 基于静力推覆试验的山岭隧道衬砌-地层相互作用机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2318-2326.
[5] 张院生, 雷云超, 强小俊, 吴东东, 王东坡, 王计华, . 多排微型桩框架结构加固边坡离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1983-1994.
[6] 季雨坤, 王钦科, 赵国良, 张健, 马建林, . 斜坡上嵌岩抗拔桩竖向承载变形特性模型试验及数值模拟[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1604-1614.
[7] 马鹏杰, 芮瑞, 曹先振, 夏荣基, 王曦, 丁锐恒, 孙天健, . 微型桩加固长大缓倾裂隙土边坡模型试验[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1695-1707.
[8] 彭文明, 张雪东, 夏勇, . 软弱覆盖层上土石坝动力离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1771-1778.
[9] 冷先伦, 王川, 盛谦, 宋文军, 陈健, 张占荣, 陈菲, . 基于透明相似模型试验的主控裂隙边坡变形破坏演化机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1283-1294.
[10] 宋洋, 王宏帅, 李昂, 王鑫, 肖作明, 苑强, . 富水粉细砂层盾尾同步注浆浆液渗透-压密扩散机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1319-1329.
[11] 王力, 南芳芸, 王世梅, 陈勇, 李小伟, 范志宏, 陈玙珊, . 三峡库区降雨型滑坡入渗特征及变形机制——基于一维和二维模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1363-1374.
[12] 刘勇, 周怡晟, 索晓明, 樊浩博, 曹毅泽, 杜志田, . 盾构下穿高铁路基变形规律模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 941-951.
[13] 刘新荣, 郭雪岩, 许彬, 周小涵, 曾夕, 谢应坤, 王䶮, . 含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 637-648.
[14] 王锐松, 郭成超, 林沛元, 王复明, . 富水粉土基坑装配式可回收支护开挖响应分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 843-853.
[15] 彭文哲, 赵明华, 杨超炜, 赵衡, . 斜坡桩水平循环特性模型试验及有限杆单元解[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 381-391.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 殷 杰,高玉峰,洪振舜. 连云港软黏土的不排水强度试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3297 -3301 .
[2] 陈绍杰,郭惟嘉,杨永杰. 煤岩蠕变模型与破坏特征试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2595 -2598 .
[3] 赵炼恒,罗 强,李 亮,杨 峰,但汉成. 层状岩体边坡动态稳定性拟静力上限分析[J]. , 2010, 31(11): 3627 -3634 .
[4] 刘小丽,张丹丹,刘 凯,苏媛媛. 一种直剪式模型试验设备的设计及应用[J]. , 2010, 31(S2): 475 -480 .
[5] 康永君,杨 军,宋二祥. 地震作用下边坡安全系数时程计算及参数研究[J]. , 2011, 32(1): 261 -268 .
[6] 卢坤林,杨 扬. 考虑位移影响的主动土压力近似计算方法[J]. , 2009, 30(2): 553 -557 .
[7] 李荣建,于玉贞,吕 禾,李广信. 饱和砂土地基上抗滑桩加固边坡的动力离心模型试验研究[J]. , 2009, 30(4): 897 -902 .
[8] 周万欢 ,殷建华. 上覆压力和剪胀作用下土钉抗拔的有限元模拟[J]. , 2011, 32(S1): 691 -0696 .
[9] 钱建固 ,黄茂松. 土体塑性各向异性的微宏观机理分析[J]. , 2011, 32(S2): 88 -93 .
[10] 朱崇辉 ,王增红 ,希罗科夫 B. H.. 单点击实法击实试验研究[J]. , 2012, 33(1): 60 -64 .