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题名边坡-管道相互作用物质点法数值模拟研究
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作者
蒋昕飞
朱鸿鹄
谭道远
颜杜民
张巍
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机构
南京大学地球科学与工程学院
江苏省大地感知与控灾工程研究中心
中国铁建股份有限公司
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出处
《防灾减灾工程学报》
北大核心
2025年第5期1062-1073,共12页
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基金
国家杰出青年科学基金项目(42225702)
江苏省科技计划项目(BZ2023056)资助。
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文摘
基于物质点法,对边坡与埋地管道之间的相互作用开展数值模拟研究,系统分析了管径、管道材质、基础宽度和基础位置等因素的影响,并探究了管道受力状况对管道变形模式以及边坡破坏机制的影响。结果表明:管径、管道材质、基础宽度及基础位置不仅影响边坡极限承载力,还会改变边坡中剪切带的扩展路径;管径以及管道材质对边坡承载力以及剪切带的发育有显著的影响,较大的管径和刚度小的管材均会削弱边坡的地基承载力;基础宽度和位置控制着坡内滑裂面的形成路径;管道变形模式受控于管周弯矩分布,管道负弯矩增大直接导致管道由椭圆形变形转变为心形变形;管-土界面提供了潜在的失稳路径,加速了边坡中滑裂面的发展。这些研究结论对于边坡-管道系统的变形控制与结构设计提供了重要的参考依据。
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关键词
埋地管道
物质点法(MPM)
边坡-管道相互作用
承载力
管-土界面
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Keywords
buried pipe
material point method(MPM)
slope-pipe interaction
bearing capacity
pipesoil interface
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分类号
TU443
[建筑科学—岩土工程]
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题名荷载作用下砂土边坡-管道相互作用试验研究
被引量：3
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作者
喻文昭
朱鸿鹄
王德洋
谢天铖
裴华富
施斌
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机构
南京大学地球科学与工程学院
大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1309-1320,共12页
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基金
国家杰出青年科学基金项目(No.42225702)
国家自然科学基金面上项目(No.42077235)
江苏省研究生科研创新计划项目(No.KYCX22_0162)。
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文摘
随着我国西气东输、南水北调等重大工程的快速推进,埋地管道不可避免地会穿越高陡山区,并受到区域地形地貌的影响,而关于边坡-管道相互作用机制的认识还相对滞后,相关研究亟需加强。基于分布式光纤应变传感(distributed strain sensing,简称DSS)、粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,开展加载工况下砂土边坡-管道相互作用的室内模型试验,探究了临坡地基极限承载力的影响因素,并研究了不同坡角下边坡土体变形破坏机制及埋地管道的结构响应特征。研究结果表明:(1)临坡地基经历了弹性压密、局部剪切和整体破坏3个阶段,并呈现不对称楔形破坏模式;(2)临坡地基极限承载力随着坡角的增大呈减小趋势,同一坡角下埋地管道的存在会降低临坡地基极限承载力;(3)管道对边坡滑裂面形成路径的影响程度随着坡角的增大而变大;(4)在荷载作用下埋地管道横截面环向应变呈“椭圆化”分布,据此提出了管周界面土抗力的简化计算模型与椭圆度计算式。相关结论对边坡-管道系统的变形控制与结构设计有一定的参考和借鉴意义。
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关键词
埋地管道
光频域反射(OFDR)
边坡-管道相互作用
土抗力
模型试验
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Keywords
buried pipeline
optical frequency domain reflectometry(OFDR)
slope-pipe interaction
soil resistance
model test
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分类号
TU473
[建筑科学—结构工程]
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