[发明专利]一种不均匀地层沉降引起埋地管道纵向力学响应的确定方法

摘要

本发明涉及一种不均匀地层沉降引起埋地管道纵向力学响应的确定方法，首先确定管道纵向弹性地基梁模型的弯曲刚度及地基弹性系数，接着将管道所处地层累计沉降值绘于坐标系中，并对曲线进行拟合，然后确定不均匀地层沉降引起埋地管道纵向力学响应的计算模型，接着依次确定悬空段与接地段分段处管道截面的弯矩和剪力，悬空段以及接地段管道任意截面的剪力、弯矩、转角和沉降表达式，最后对地层累计沉降项进行傅里叶余弦级数展开，利用地层沉降项的傅里叶级数展开式及相应的傅里叶系数，分别确定悬空段和接地段任意截面弯矩、剪力和沉降。本发明能够更准确确定不均匀地层沉降影响作用下埋地管道的纵向力学响应值，为管道纵向设计提供依据。

主权项

1.一种不均匀地层沉降引起埋地管道纵向力学响应的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：确定管道纵向弹性地基梁模型的弯曲刚度及地基弹性系数；/n步骤S2：测出埋地管道下方地层的累计沉降值，建立沉降坐标系，将沉降值绘于坐标系中，并对曲线进行拟合；/n步骤S3：将埋地管道分为非地层沉降影响区接地段、地层沉降影响区接地段、以及地层沉降影响区悬空段三部分，确定不均匀地层沉降引起埋地管道纵向力学响应的计算模型；/n步骤S4：确定地层沉降影响区内悬空段与接地段分段处管道截面的转角和沉降表达式；/n步骤S5：利用中间悬空段连续梁微元的平衡方程，通过对方程两端依次进行一至三次积分，并联合分段处边界条件，确定悬空段剪力、弯矩、截面转角和沉降表达式；/n步骤S6：根据埋地管道结构对称性以及分段处边界连续条件，确定埋地管道悬空段与接地段分段处截面弯矩和剪力表达式；/n步骤S7：对地层累计沉降项进行傅里叶余弦级数展开，获取沉降项的傅里叶级数展开式及相应的傅里叶系数，确定分段处截面弯矩和悬空段沉降值；不断修正悬空段长度，直到接地段和悬空段分段处管道沉降近似等于地层累计沉降，从而确定悬空段长度t、分段处截面弯矩M_i和剪力Q_i；/n步骤S8：将悬空段长度t、分段处截面弯矩M_i和剪力Q_i回代悬空段沉降、弯矩和剪力表达式，确定悬空段截面沉降、弯矩和剪力；根据Winkler地基上半无限长弹性地基梁理论，确定地层沉降引起埋地管道接地段截面沉降、弯矩和剪力表达式；利用地层沉降项的傅里叶级数展开式及相应的傅里叶系数，确定接地段截面沉降、弯矩和剪力。/n