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CIPP修复腐蚀与脱节钢筋混凝土管道的接头力学行为
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作者 方宏远 初佳军 +3 位作者 李斌 张富鑫 王念念 杜雪明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第8期834-850,共17页
钢筋混凝土管道(RCP)接头问题是引发管道失效的主要诱因.采用原位固化法(CIPP)技术可有效修复接头病害,但修复后复合结构的协载特性尚不明确.为此,开展了CIPP-RCP接头复合结构三边加载试验,分析了内衬壁厚、腐蚀宽度、顶部腐蚀深度和脱... 钢筋混凝土管道(RCP)接头问题是引发管道失效的主要诱因.采用原位固化法(CIPP)技术可有效修复接头病害,但修复后复合结构的协载特性尚不明确.为此,开展了CIPP-RCP接头复合结构三边加载试验,分析了内衬壁厚、腐蚀宽度、顶部腐蚀深度和脱节长度对接头屈服荷载、极限荷载和内衬应变的影响规律.基于双线性牵引-分离响应的黏结单元,建立了复合结构三维数值模型,探讨了各因素对CIPP内衬von Mises应力的影响,并基于模拟结果推导了内衬最大von Mises应力预测方程.结果表明:复合结构失效过程分为线性增长、屈服强化、波动下降和稳定下降4个阶段,达到屈服荷载后接头顶部和底部内壁率先开裂.内衬壁厚从4 mm增至16 mm时,屈服荷载与极限荷载分别增长31.8%和80.3%.顶部腐蚀深度小于保护层厚度时,腐蚀宽度扩大对复合结构的屈服荷载影响可以忽略,极限荷载与腐蚀宽度呈正相关;顶部腐蚀深度大于保护层厚度时,复合结构的屈服荷载和极限荷载骤降.脱节长度小于10 cm时,CIPP可有效恢复原RCP接头的极限荷载;脱节长度大于10 cm时,修复效果减弱.内衬应变发展呈线性缓慢增长和非线性快速增长两个阶段.内衬壁厚与腐蚀宽度越大,内衬越稳定;顶部腐蚀深度与脱节长度越大,内衬越易屈服.推导的内衬最大von Mises应力预测方程精度较高. 展开更多
关键词 原位固化法 钢筋混凝土管 腐蚀 脱节 复合结构 三边加载试验 接头力学行为
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断层蠕滑错动分布模式对跨断层钢衬钢筋混凝土管道受力的影响
2
作者 石长征 李玉峰 +2 位作者 李端正 冯玉凡 武云华 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第9期190-195,共6页
活动断层蠕滑错动分布模式对跨断层结构设计具有重要影响,但目前断层错动分布模式在国内外还没有统一的认识,各种常见的位移分布模式对跨断层压力管道受力的影响尚无研究。采用有限单元法,建立了跨断层浅埋钢衬钢筋混凝土管道有限元模型... 活动断层蠕滑错动分布模式对跨断层结构设计具有重要影响,但目前断层错动分布模式在国内外还没有统一的认识,各种常见的位移分布模式对跨断层压力管道受力的影响尚无研究。采用有限单元法,建立了跨断层浅埋钢衬钢筋混凝土管道有限元模型,对比分析了直线型、上凸型、下凹型、S型4种断层蠕滑错动分布模式下管道结构的响应。研究结果表明:断层蠕滑错动分布模式对跨活动断层钢衬钢筋混凝土管道结构位移和应力分布规律影响很小,对伸缩节的变形和钢衬外包混凝土的轴向应力影响较为明显;各断层错动分布模式下,伸缩节均能起到减小管道应力,保护管道结构的作用;S型分布模式下管道响应更为显著,下凹型分布下响应最小;直线型分布模式的计算结果与S型分布模式的结果最为接近,且在计算中实现更容易;当断层蠕滑错动分布不明确时,推荐在跨断层管道结构的研究中优先考虑S型和直线型分布模式。 展开更多
关键词 活动断层 钢衬钢筋混凝土管 断层蠕滑 错动位移分布模式 有限单元法
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盾构切削预应力钢筋混凝土管桩模拟试验及应用
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作者 许华国 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第9期1782-1790,共9页
为解决宁波地铁7号线盾构穿越淤泥地层中预应力钢筋混凝土管桩群施工难题,采用室内模拟试验方法,开展盾构在不加固地层和MJS加固地层2种工况下直接切削管桩的模拟试验,对比分析盾构在2种工况下直接切削管桩的效果、刀具磨损及掘进参数... 为解决宁波地铁7号线盾构穿越淤泥地层中预应力钢筋混凝土管桩群施工难题,采用室内模拟试验方法,开展盾构在不加固地层和MJS加固地层2种工况下直接切削管桩的模拟试验,对比分析盾构在2种工况下直接切削管桩的效果、刀具磨损及掘进参数。试验表明:1)在不加固的淤泥地层中直接切削管桩容易发生位移,切削较困难,不利于掘进;2)齿形中心鱼尾刀与软土贝壳撕裂刀分层布置能有效切削C50强度的管桩,且对切削预应力钢筋和管桩法兰接头的适应性良好;3)采用MJS水泥土加固能有效固定管桩并提供支撑力,有利于刀具对管桩进行切削,可有效提高施工效率及降低施工风险;4)刀盘转矩与刀具贯入度基本呈正相关性,合理设置掘进参数可减小刀盘阻力、降低转矩。建议在相似地层加固工况下切削混凝土管桩,推进速度宜控制在10 mm/min左右,刀盘转速为1.0~1.2 r/min,贯入度不宜超过10 mm/r,以兼顾掘进效率与平衡设备负荷。试验结果经工程应用验证良好,为施工现场配置盾构和选择掘进参数提供了有力的依据。 展开更多
关键词 盾构 预应力钢筋混凝土管桩试验 MJS加固地层 贝壳撕裂刀 刀具配置 参数选择
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大直径预应力钢筋混凝土管桩群桩的水平承载性能
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作者 谢宏丽 周志军 +2 位作者 任玉波 田叶青 范经灿 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2573-2585,共13页
介绍了预应力钢筋混凝土(prestressed reinforced concrete,PRC)管桩水平群桩承载性能的研究结果。基于现场水平静载试验,对单桩、单桩承台、双桩承台水平承载力进行分析对比,同时研究了承台对管桩水平承载力的影响。此外,利用ABAQUS有... 介绍了预应力钢筋混凝土(prestressed reinforced concrete,PRC)管桩水平群桩承载性能的研究结果。基于现场水平静载试验,对单桩、单桩承台、双桩承台水平承载力进行分析对比,同时研究了承台对管桩水平承载力的影响。此外,利用ABAQUS有限元软件,对不同承台厚度、桩数及桩间距的群桩效应进行了对比分析。结果表明,双桩承台的水平临界荷载是单桩承台的两倍,而水平极限荷载是单桩承台的3.095倍。承台厚度的增加会增加桩顶的弯矩,但群桩的水平承载力却略有下降。随着桩数的增加,相邻桩之间的相互作用减弱,群桩的整体承载力得到提升。群桩的水平承载力随着桩间距的增大而提高。研究成果为PRC管桩在公路桥梁工程中的应用提供了理论依据和参考。 展开更多
关键词 预应力钢筋混凝土(PRC)管桩 水平静载试验 水平承载力 承台 群桩效应 ABAQUS
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缝隙对钢衬钢筋混凝土管道结构承载特性的影响研究 被引量:9
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作者 苏凯 杨子娟 +2 位作者 伍鹤皋 周利 石长征 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期967-976,共10页
基于某水电站坝后背管实际工程,建立了坝后背管斜直段底端的局部三维有限元数值分析模型,采用混凝土塑性损伤模型模拟管道外包及坝体混凝土,并在钢管与外包混凝土之间引入摩擦接触单元模拟两者之间的接触滑移特性.根据钢管外缝隙分布特... 基于某水电站坝后背管实际工程,建立了坝后背管斜直段底端的局部三维有限元数值分析模型,采用混凝土塑性损伤模型模拟管道外包及坝体混凝土,并在钢管与外包混凝土之间引入摩擦接触单元模拟两者之间的接触滑移特性.根据钢管外缝隙分布特征,拟定了均匀缝隙、非均匀缝隙以及随机缝隙方案,系统研究了缝隙值的大小及分布特征对管道承载特性的影响.结果表明:管道起裂荷载与缝隙值大小呈线性关系,由初裂部位附近的缝隙量控制;管道位移最大值基本出现在腰部附近40°范围内,缝隙值分布对管道上半周尤其是管顶的变形影响最大;内水压力较大时,不同缝隙方案承载比分布规律一致且数值比较接近,钢衬与钢筋混凝土在管道腰部的承载比基本不受摩擦系数的影响. 展开更多
关键词 水电站 钢衬钢筋混凝土管 缝隙 承载特性
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受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力退化模型研究 被引量:6
6
作者 封坤 耿珺洋 +4 位作者 杨仁杰 肖明清 龚彦峰 谢俊 苟超 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期100-110,共11页
近年来,国内外新建盾构隧道与管道工程中采用钢纤维-钢筋混凝土管片愈来愈多,在侵蚀环境下管片钢筋锈蚀的问题突出,提出适用于锈蚀后钢纤维-钢筋混凝土管片的残余承载力计算的方法十分重要。鉴于此,文章根据服役期盾构隧道管片所处环境... 近年来,国内外新建盾构隧道与管道工程中采用钢纤维-钢筋混凝土管片愈来愈多,在侵蚀环境下管片钢筋锈蚀的问题突出,提出适用于锈蚀后钢纤维-钢筋混凝土管片的残余承载力计算的方法十分重要。鉴于此,文章根据服役期盾构隧道管片所处环境及受力特征,结合钢筋混凝土结构正截面承载力计算理论,提出受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力退化模型,并给出相应的求解流程。同时,分析不同锈蚀率与不同钢纤维掺量下受拉侧锈蚀钢纤维-钢筋混凝土管片承载力曲线,并将该模型理论解与压弯荷载作用下钢纤维-钢筋混凝土管片的同步加速锈蚀室内试验结果进行比较,验证了该模型的适用性和可靠性。主要结论有:(1)随着钢纤维的掺量增加,混凝土的立方体抗压强度会先增大后减小;(2)偏心受压管片构件极限弯矩最大值随主筋锈蚀率的增大而不断减小,随钢纤维掺量的增大而不断增大,但增大幅度逐渐减小;极限轴力最大值受主筋锈蚀率的影响不大,但随钢纤维掺量先增大后减小。(3)主筋锈蚀率与钢纤维掺量对大偏心受压构件的影响均大于小偏心受压构件;界限偏心距随主筋锈蚀率的增大而减小,随钢纤维掺量的增大而增大。 展开更多
关键词 盾构隧道 钢纤维-钢筋混凝土管 电化学加速锈蚀试验 承载力退化模型
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钢筋混凝土管桩反射波法的三维有限元分析 被引量:21
7
作者 黄大治 陈龙珠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期803-808,共6页
对桩-土系统用三维有限元模型和Wilson-θ直接积分法计算钢筋混凝土管桩顶面的瞬态动力响应,并由此分析了管桩顶面不同测点的反射波信号特征及其与桩身缺陷的对应规律。计算结果表明:管桩顶部波传播的三维效应对桩身浅部局部缺陷深度的... 对桩-土系统用三维有限元模型和Wilson-θ直接积分法计算钢筋混凝土管桩顶面的瞬态动力响应,并由此分析了管桩顶面不同测点的反射波信号特征及其与桩身缺陷的对应规律。计算结果表明:管桩顶部波传播的三维效应对桩身浅部局部缺陷深度的判断有较大的影响,所得结论对由反射波法检测管桩全截面断裂和局部缺陷以及传感器的合理布置有较大的指导作用。 展开更多
关键词 钢筋混凝土管 桩身局部缺陷 三维有限元法 反射波 传感器的布置
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氯离子侵蚀钢筋混凝土管桩的使用寿命预测 被引量:14
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作者 邵伟 李镜培 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1820-1825,1839,共7页
基于氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀机理,将钢筋混凝土管桩的使用寿命分为2个阶段,锈蚀初始阶段和裂缝扩展阶段.依据Fick第二定律和Faraday定律,分别建立了氯离子在钢筋混凝土管桩中的扩散方程和氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀模型,通过确定临界... 基于氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀机理,将钢筋混凝土管桩的使用寿命分为2个阶段,锈蚀初始阶段和裂缝扩展阶段.依据Fick第二定律和Faraday定律,分别建立了氯离子在钢筋混凝土管桩中的扩散方程和氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀模型,通过确定临界氯离子浓度和钢筋临界锈蚀深度,分别对锈蚀初始阶段时间和裂缝扩展阶段时间进行了预测.并在此基础上,进一步分析了表面氯离子浓度、扩散系数、保护层厚度、钢筋直径、体积膨胀率以及抗拉强度与弹性模量的比值等因素对钢筋混凝土管桩使用寿命的影响.分析结果表明,随着表面氯离子浓度、扩散系数、钢筋直径和体积膨胀率的增大,管桩的使用寿命减小;随着保护层厚度和抗拉强度与弹性模量的比值的增大,管桩的使用寿命增大. 展开更多
关键词 钢筋混凝土管 氯离子扩散 钢筋锈蚀 裂缝扩展 使用寿命
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水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道损伤和承载特性 被引量:5
9
作者 石长征 伍鹤皋 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1081-1087,共7页
基于混凝土塑性损伤模型,对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的损伤和承载特性进行了非线性有限元分析.结果表明:在正常运行工况下,裂缝主要出现在位于坝体之外的背管部分,数条贯穿性裂缝将由主变平台延伸至上弯段;主变平台附近管道... 基于混凝土塑性损伤模型,对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的损伤和承载特性进行了非线性有限元分析.结果表明:在正常运行工况下,裂缝主要出现在位于坝体之外的背管部分,数条贯穿性裂缝将由主变平台延伸至上弯段;主变平台附近管道受力状态复杂,管道断面出现贯通性损伤,可能出现短小而密集的裂缝;温度变化对结构受力影响明显,特别是温降荷载将引起管道外侧损伤区进一步发展,靠近管壁外侧的钢筋拉应力明显上升,因此应注意管道表面的保温和防护. 展开更多
关键词 水工结构 钢衬钢筋混凝土管 非线性 损伤 温度作用
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土压力作用下纤维加固钢筋混凝土管道的模型试验研究 被引量:3
10
作者 刘逸敏 陈尚建 章卫松 《中国农村水利水电》 北大核心 2005年第5期51-53,共3页
通过对8个钢筋混凝土管道的模型试验研究,首次模拟了垂直均布土压力作用下在内壁粘贴纤维材料(FRP)加固钢筋混凝土管道,根据所得试验数据比较了2种纤维的加固效果,证明了采用纤维材料加固钢筋混凝土管道在理论上是可行的,在技术上是可... 通过对8个钢筋混凝土管道的模型试验研究,首次模拟了垂直均布土压力作用下在内壁粘贴纤维材料(FRP)加固钢筋混凝土管道,根据所得试验数据比较了2种纤维的加固效果,证明了采用纤维材料加固钢筋混凝土管道在理论上是可行的,在技术上是可靠的。 展开更多
关键词 模型试验 钢筋混凝土管 均布土压力 纤维材料
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FRP加固钢筋混凝土管道试验研究 被引量:5
11
作者 王苏岩 李海涛 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2010年第5期52-56,共5页
采用三点试验法,对1根钢筋混凝土对比管道和4根加固钢筋混凝土管道的破坏特征、承载力和延性进行了试验研究。对不同加固材料和不同加固量的钢筋混凝土管道在外压力作用下的承载力、荷载-竖向位移曲线等方面进行了分析。试验结果表明,采... 采用三点试验法,对1根钢筋混凝土对比管道和4根加固钢筋混凝土管道的破坏特征、承载力和延性进行了试验研究。对不同加固材料和不同加固量的钢筋混凝土管道在外压力作用下的承载力、荷载-竖向位移曲线等方面进行了分析。试验结果表明,采用FRP加固钢筋混凝土管道可改变裂缝形态,明显提高其承载力,并对管道的延性有较大程度提高。通过分析CFRP和GFRP加固地下管道的破坏特征、承载力及延性,证明了FRP加固钢筋混凝土管道的有效性,为FRP加固钢筋混凝土管道应用于工程实践提供了有意义的参考。 展开更多
关键词 钢筋混凝土管 纤维布 加固 承载力 延性
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钢筋混凝土管柱-钢桁架混合结构抗震性能
12
作者 岳健广 钱江 +2 位作者 白国良 李红星 雷拓 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2010年第5期606-611,共6页
以某钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构为背景,采用集中塑性铰有限元模型,对该结构进行动力弹塑性计算,分析了该结构的破坏机理.基于结构内容物的抗震设防指标,评价了结构的抗震性能水准,研究了钢筋混凝土管柱纵筋配筋率和壁径比对混... 以某钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构为背景,采用集中塑性铰有限元模型,对该结构进行动力弹塑性计算,分析了该结构的破坏机理.基于结构内容物的抗震设防指标,评价了结构的抗震性能水准,研究了钢筋混凝土管柱纵筋配筋率和壁径比对混合结构抗震性能的影响.研究表明,在7度罕遇地震作用下,该结构满足基于内容物的抗震设防基本要求;结构破坏集中在柱根,为单道防线的柱铰破坏模式;角柱与内柱为结构薄弱环节;钢桁架屈服杆件主要分布在悬挑端及与柱头连接的区域;建议该结构的柱纵筋最小配筋率不小于0.5%,柱壁径比不小于0.100. 展开更多
关键词 钢筋混凝土管 混合结构 配筋率 壁径比 塑性铰
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钢桁架-钢筋混凝土管柱结构风参数试验研究
13
作者 姚泽良 党发宁 +1 位作者 白国良 李晓文 《灾害学》 CSCD 2010年第B10期165-169,180,共6页
结构下部空旷,上部挡风墙承担的风荷载对结构下部产生较大作用。我国规范没有对该类结构及其顶部透气性A型架的风参数作具体规定。为解决工程设计中风参数取值问题,进行了刚性模型风洞试验研究,得到了不同工况下挡风墙、A型架、管柱的... 结构下部空旷,上部挡风墙承担的风荷载对结构下部产生较大作用。我国规范没有对该类结构及其顶部透气性A型架的风参数作具体规定。为解决工程设计中风参数取值问题,进行了刚性模型风洞试验研究,得到了不同工况下挡风墙、A型架、管柱的体型系数及挡风墙的阵风系数,分析了风机、周围建筑物、风向角对相关风参数的影响,给出了相关参数的建议值。并将试验结果与数值模拟计算结果进行了对比分析,结果表明,二者吻合较好,研究结果为工程设计提供了基础资料,可供同类工程参考。 展开更多
关键词 钢桁架-钢筋混凝土管柱结构 挡风墙 模型试验 体型系数 阵风系数
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弹性地基处周期性圆形钢筋混凝土管道振动特性分析
14
作者 鞠海燕 扶名福 徐斌 《水电能源科学》 北大核心 2018年第4期96-98,81,共4页
针对弹性地基处周期性钢筋混凝土管道的波动特性,基于声子晶体理论和Flugge壳体理论,建立了圆形管道环径向轴对称波动微分方程,利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵,数值分析了周期性管道结构的能带特性。结果表明,振动波在传播... 针对弹性地基处周期性钢筋混凝土管道的波动特性,基于声子晶体理论和Flugge壳体理论,建立了圆形管道环径向轴对称波动微分方程,利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵,数值分析了周期性管道结构的能带特性。结果表明,振动波在传播过程中存在禁带域和通带域,弹性地基对弯曲波在特定频率范围内的传播具有抑制作用,长度比的变化对周期性圆形混凝土管道禁带的幅值、宽度和个数影响显著,因此可通过调整结构尺寸参数改变结构中波的传播特性。 展开更多
关键词 钢筋混凝土管 弹性地基 能量带 振动特性 Flugge壳体理论
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基于钢筋混凝土管水力管径优化计算方法
15
作者 焦有权 高秀清 《北京农业职业学院学报》 2014年第4期38-41,共4页
通过对钢筋混凝土输水管道管径计算方法的举例分析,对管径理论值、工程实践中经济管径及经验公式的管径计算值进行比较,提出在工程设计实际应用条件下,以水力重要理论为支撑,通过多法并举的方式,拟合得到一种简单易行的管径优化计算方法... 通过对钢筋混凝土输水管道管径计算方法的举例分析,对管径理论值、工程实践中经济管径及经验公式的管径计算值进行比较,提出在工程设计实际应用条件下,以水力重要理论为支撑,通过多法并举的方式,拟合得到一种简单易行的管径优化计算方法,据此指导工程实践。以恒定流管道直径计算为例,在经济因子与技术因子的约束下,提出一种水力管径的优化计算方法并予以验证,其误差率仅为1.99%。 展开更多
关键词 钢筋混凝土管 管径优化 计算方法
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预应力钢筋混凝土管输水阻力测试分析 被引量:6
16
作者 田世炀 彭新民 +1 位作者 李东丽 王松庆 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第10期74-77,共4页
作为南水北调天津干线的前期工作,在天津市新地河泵站,对管径1.6 m的预应力钢筋混凝土管(PCCP)进行了输水阻力测试,测试流量范围3~7 m3/s,共测试13组数据,据此计算出PCCP的当量粗糙度k值和糙率n值.实测表明,k值不随水头损失hf和雷诺数R... 作为南水北调天津干线的前期工作,在天津市新地河泵站,对管径1.6 m的预应力钢筋混凝土管(PCCP)进行了输水阻力测试,测试流量范围3~7 m3/s,共测试13组数据,据此计算出PCCP的当量粗糙度k值和糙率n值.实测表明,k值不随水头损失hf和雷诺数Re变化.根据测试出的k值,可进一步推算不同管径的糙率n值.测试结果表明,现代混凝土构件的表面糙度与传统相比有了很大变化,PCCP-E型管的k值已接近于管内壁涂敷涂料的k值. 展开更多
关键词 预应力钢筋混凝土管 PCCP 输水阻力测试 表面糙度
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地表爆炸作用下钢筋混凝土管道裂缝扩展机制 被引量:3
17
作者 吕国鹏 蒋楠 +3 位作者 周传波 李海波 姚颖康 张旭 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1704-1713,共10页
为了研究地表爆炸作用下埋地管道的安全性,针对城区内常见的浅埋承插式钢筋混凝土管道,设计并实施全尺寸埋地管道地面爆炸现场试验.结合全耦合数值模拟手段及分离式钢筋混凝土建模方法,基于混凝土smeared crack模型,分析地表爆炸作用下... 为了研究地表爆炸作用下埋地管道的安全性,针对城区内常见的浅埋承插式钢筋混凝土管道,设计并实施全尺寸埋地管道地面爆炸现场试验.结合全耦合数值模拟手段及分离式钢筋混凝土建模方法,基于混凝土smeared crack模型,分析地表爆炸作用下承插式钢筋混凝土管道结构体系的动力响应特征及管道裂缝扩展机制.研究结果表明,地表爆炸作用下,管道内壁开裂以斜向裂缝和环向裂缝为主.斜向裂缝均出现在管道的承插接口处.当爆源位于管道承插接口上方和管身中部正上方时,距爆源最近的管道承插接口处均产生明显的斜向裂缝.承插接口是承插式钢筋混凝土管道体系抗爆的薄弱部位. 展开更多
关键词 地表爆炸 钢筋混凝土管 现场试验 数值模拟 裂缝扩展
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钢衬钢筋混凝土管道开裂机理及模拟技术研究 被引量:4
18
作者 马铢 伍鹤皋 石长征 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期46-56,共11页
钢衬钢筋混凝土管道在设计上允许外包混凝土开裂,确定其裂缝发展规律和结构的承载特性是评估管道能否长期安全稳定运行的前提,但现有的解析公式多是半理论半经验公式,不同的公式计算结果误差较大,有限元法成为了主要的分析方法.以往的... 钢衬钢筋混凝土管道在设计上允许外包混凝土开裂,确定其裂缝发展规律和结构的承载特性是评估管道能否长期安全稳定运行的前提,但现有的解析公式多是半理论半经验公式,不同的公式计算结果误差较大,有限元法成为了主要的分析方法.以往的有限元模型多基于损伤或者断裂理论,较少考虑二者的耦合作用,本文结合三峡水电站大比尺试验模型,建立了基于黏聚裂缝模型的有限元模型,在管道混凝土中插入内聚单元综合模拟了混凝土开裂过程中的损伤和断裂特性,得到了管道结构开裂前后的钢材应力变化规律、裂缝扩展形态以及裂缝宽度,进一步系统地讨论了内聚参数和网格尺寸的影响.有限元模拟裂缝扩展形态与模型试验时裂缝宽度中间宽、两侧较小的结论一致.管腰和管顶典型部位的裂缝宽度值与模型试验误差在10%以内,且钢材应力起伏与裂缝位置相呼应.更改内聚参数和网格尺寸发现,在合理的取值范围内,混凝土裂缝扩展、钢材承载规律与试验结果基本一致,但内聚刚度取值过小会导致混凝土开裂提前,黏结系数取值过大或者单元尺寸过大会使计算结果的精度降低.因此在采用黏聚裂缝模型模拟管道混凝土开裂时,应在保证计算收敛的前提下,尽可能取较小的黏结系数和足够大的内聚刚度,以提高计算结果的精度. 展开更多
关键词 钢衬钢筋混凝土管 数值模拟 黏聚裂缝模型 裂缝扩展 裂缝宽度 承载特性
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带加劲环地面式钢衬钢筋混凝土管道取消伸缩节研究 被引量:2
19
作者 王欢 袁文娜 +1 位作者 伍鹤皋 石长征 《水电能源科学》 北大核心 2016年第4期67-70,14,共5页
以某水电站带加劲环地面式钢衬钢筋混凝土管道为例,建立三维有限元模型,在分析其承载特性的基础上,论证了取消伸缩节的可行性。结果表明,在正常运行工况下,钢管以环向受拉为主;考虑温度变化后,环向应力基本不变,而轴向拉应力在温升作用... 以某水电站带加劲环地面式钢衬钢筋混凝土管道为例,建立三维有限元模型,在分析其承载特性的基础上,论证了取消伸缩节的可行性。结果表明,在正常运行工况下,钢管以环向受拉为主;考虑温度变化后,环向应力基本不变,而轴向拉应力在温升作用下减小,在温降作用下增大;设伸缩节后,伸缩节附近钢管轴向应力的减小使其等效应力反而增大,且由于加劲环的约束和钢管与混凝土之间的摩擦作用,钢管并不随温度变化而自由伸缩,伸缩节起不到减小温度应力和适应不均匀沉降的作用,因此对于带加劲环的地面式钢衬钢筋混凝土管道建议不设伸缩节。 展开更多
关键词 地面式钢衬钢筋混凝土管 温度作用 伸缩节 加劲环
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跨活断层钢衬钢筋混凝土管道对断层错动的适应性及抗震性研究 被引量:3
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作者 张彪 石长征 +2 位作者 伍鹤皋 苏凯 张荣斌 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第5期149-154,164,共7页
结合某长距离输水工程,对跨活断层管段采用地面钢衬钢筋混凝土管道布置,管线中布置若干复式波纹管伸缩节以适应活断层的错动位移,并采用有限元方法研究了该方案对活断层错动位移的适应性及抗震性能。结果表明:采用钢衬钢筋混凝土管道、... 结合某长距离输水工程,对跨活断层管段采用地面钢衬钢筋混凝土管道布置,管线中布置若干复式波纹管伸缩节以适应活断层的错动位移,并采用有限元方法研究了该方案对活断层错动位移的适应性及抗震性能。结果表明:采用钢衬钢筋混凝土管道、沿线设置一定数量的伸缩节能够较好适应活断层的蠕滑变形,并且管道抗震性较好。对于黏滑错动,主断层范围内的管道发生破坏的可能性很大,可在主断层边缘布置伸缩节,以控制管道破坏范围在主断层范围内,并采取相关工程措施防止产生次生灾害。 展开更多
关键词 活断层 钢衬钢筋混凝土管 断层错动 波纹管伸缩节 抗震性 有限单元法
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