岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (11): 3221-3234.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1591
张治国1, 2, 3, 4, 5,冯家伟1,朱正国2,赵其华3,孙苗苗4, 5
ZHANG Zhi-guo1, 2, 3, 4, 5, FENG Jia-wei1, ZHU Zheng-guo2, ZHAO Qi-hua3, SUN Miao-miao4, 5
摘要: 断层错动诱发上覆土体破坏对跨越断层的埋地管道结构安全构成巨大威胁,是复杂环境地下管线设计中不可忽略的场地因素。既有成果较少涉及正断层和逆断层错动影响下的解析解分析,且针对断层-管道相互作用的理论研究一般将管道结构视为连续管道,较少考虑管道接口的影响。首先,在简化SSR(静止区stationary zone,剪切区shearing zone,刚体区rigid body zone)土体变形模型的基础上,结合erf函数和erfc函数,得到了正断层和逆断层错动影响下的土体位移曲线;其次,引入双参数Pasternak地基模型,对管道微元进行受力分析,借助有限差分法求解得到埋地管道结构的变形和内力;最后,将理论解析解和已有的试验结果及数值模拟结果进行对比验证,获得了较好的一致性。此外,针对断层倾角、断层与管道交点位置和接口转动刚度等关键物理特征参数进行了敏感性分析。结果表明:断层倾角会改变管道位移曲线和轴向应力曲线位置,但其位移最大值和轴向应力最大值基本一致,而断层与管道交点位置不仅会改变管道位移曲线和轴向应力曲线形状,其轴向应力最大值也将发生改变;随着接口转动刚度增大,管道最大轴向应力值随之增大,当接口转动刚度足够大时,可将非连续管道视作连续管道进行计算。
中图分类号: TU 413| [1] | 张治国, 毛敏东, 王卫东, PAN Y T, 吴钟腾, . 降雨影响下基坑开挖施工对邻近基桩变形响应分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 27-49. |
| [2] | 张治国, 毛敏东, 朱正国, 赵其华, 吴钟腾, . 间歇性强降雨诱发滑坡对抗滑桩非线性力学响应分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2073-2094. |
| [3] | 张治国, 沈安鑫, 张成平, PAN Y. T., 吴钟腾, . 基于非线性Pasternak地基模型的海床悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2355-2374. |
| [4] | 孙飞, 张志强, 易志伟. 正断层黏滑错动对地铁隧道结构影响 的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3037-3044. |
| [5] | 蔡奇鹏, 甘港璐, 吴宏伟, 陈星欣, 肖朝昀, . 正断层诱发砂土中群桩基础破坏及避让距离研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1067-1075. |
| [6] | 陈宇龙,黄 栋,. 正断层与逆断层错动引起的上覆黏土变形特性离心试验[J]. , 2017, 38(S1): 189-194. |
| [7] | 王 雨 ,陈文化 ,王锦华,. 隧道开挖引起邻近单桩水平反应分析[J]. , 2016, 37(3): 819-826. |
| [8] | 张建经 ,司长亮 ,赵永军 ,刘 辉 ,侯甲庆 . 隐伏逆冲断层上填方路基加固措施与变形破坏模式探究[J]. , 2013, 34(9): 2460-2467. |
|
||