被动状态下地埋管线的地基模量

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1、第31卷第1期岩石力学与工程学报Vol.31No.12012年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2012被动状态下地埋管线的地基模量1，21，21，2俞剑，张陈蓉，黄茂松(1.同济大学地下建筑与工程系，上海200092；2.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092)摘要：地下工程基坑、隧道开挖产生的自由土体位移场会引起周边地埋管线(如市政给排水管线、煤气管道等)产生附加变形并受力。基于Winkler地基模型的位移控制分析方法，将自由土体位移作为外

2、部荷载即被动位移施加于管线上，管线与土体的相互作用采用Winkler地基弹簧模拟，弹簧常数一般根据Vesic公式得到。在基于弹性理论的推导中，Vesic公式的前提条件是弹性地基梁置于弹性半空间地表，竖向集中力或弯矩(主动荷载)置于梁的中心位置，这与地埋管线的一定埋深以及位移的施加情况是不一样的。为考虑上述2种因素对Winkler地基模量的影响，进行相应的理论探讨，提出考虑埋深影响的位移作用下地基模量的理论公式，并基于该地基模量进行隧道开挖对邻近地埋管线影响的位移控制理论分析。通过与弹性理论法、离心机试验以及实际工程观测结果的对

3、比，验证该方法的合理性和正确性。关键词：土力学；地基模量；地埋管线；Winkler地基模型；弹性半空间中图分类号：TU43文献标识码：A文章编号：1000–6915(2012)01–0123–10SUBGRADEMODULUSOFUNDERGROUNDPIPELINESSUBJECTEDTOSOILMOVEMENTS1，21，21，2YUJian，ZHANGChenrong，HUANGMaosong(1.DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai2

4、00092，China；2.KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringofMinistryofEducation，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Thesoilmovementinducedbytheexcavationmayaffectanynearbyundergroundpipelines.IntheWinklerdisplacement-controlledanalysis，thefreesoil

5、movementisappliedtothepipelineasexternalloadorpassivedisplacementandthepipe-soilinteractionismodeledasaseriesofWinklerspring，thecoefficientofwhichisobtainedbyVesicsequation.TheassumptionoftheVesicsequationisthatthebeamisonthesurfaceoftheelastichalfspaceandloadedwi

6、thverticalforceormoment(activeload)inthemiddle，whichisdifferentfromtheconditionsdiscussedhere.ToconsiderthateffectofthepipesembedmentandtheappliedpassivesoildisplacementtothesoilmodulusoftheWinklersubgrademodel，thetheoreticalequationforcalculatingthecorrespondingso

7、ilspringcoefficientisproposedandusedintheanalysisofpipelinesbehaviorduetotunnelexcavation；thecorrectnessandvalidityoftheequationareprovedbycomparingwithelasticcontinuumsolutions，centrifugemodeltestsandpracticalengineering.Keywords：soilmechanics；subgrademodulus；unde

8、rgroundpipeline；Winklersubgrademodel；elastichalf-space收稿日期：2011–06–08；修回日期：2011–07–25基金项目：上海市科委重点科技项目(08201200902)作者简介：俞剑(1987–)，男，2010年毕业