交通荷载作用下埋地管道应力分析与现场测试

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1、DOI:10.3785<].issn.1008-973X.2014.11.010交通荷载作用下埋地管道应力分析与现场测试李新亮I，李素贞「2，申永刚3(1.同济大学建筑工程系，上海200092；2.同济大学土木工程防灾国家車点实验宰，上海200092:3.浙江大学土木工程系，杭州310058)摘要：为研究交通荷载作用下管道结构的力学响应特性，应用线弹性力学理论，将车辆轴载下埋地管道的静力计算问题分解成3个部分依次求解：基于Boussinesq解答的管顶附加土压应力计算，基于Winkler弹性地基梁模型的管道纵向应力计算Iowa公式的管道环向应力计算.在此棊础上探讨轮压、管道埋深、轮笔水平距

2、离、管■土相对刚度、土壤阻力模数等参数对埋地管道力学性状的影响规律.此外，应用光纤光栅传感器，对某供水管道在车载作用下的应变响应进行现场测试.理论计算方法和测试结果对比分析表明：采用该传感器监测管道表面应变具冇较高的精度和灵敏度；管顶轴向应变峰值对车速的不敏感；采用静力计算方法分析车辆荷载作用下埋地管道的应力问题具有合理性.关键词：车辆荷载；埋地管道：静力分析：透测试：光纤光栅感器中图分类号：TU411；TU472文献标志码：A文章编号：1008-973X6014)11-1976-07Stressanalysisandfieldtestingofburiedpipelineundertra

3、fficloadLIXinrliang1'LlSu-zhen12SIIENYong-gang3(1.DepartrrentofBuiIdingEngineering'TongjiUniversity'Shanghai200092‘China；2.StateKeyLaboratoryofDisasterResearchinCivilEngineering，TongjiUniversity'Shanghai200092，China；3.DepartrrentofCivilEngineering'Zhejiangllniversity'Hangzhou3i0058‘China)Abstract:

4、Mechanicalconditionofburiedpipesundertrafficloadissignificantforsafetyevaluationofpipe-linenetwork.Thetheoreticalsolutionsofthismechanicalissuewerefirstcarriedoutbyfollowingthethreesteps:Boussinesqsolutionsforadditionalsoilpressureduetowheelweight-Winklerbeammodelforpipclongitudinalstress；Iowaform

5、ulaforthehoopstress・TheinfluencesofvariousparametersonpipestressweretheninvestigatedIncludingtirepressureburieddepth^wheel-pipehorizontaldistancestiffnessratioofpipeandsoil?andmodulusofsoilrcaction.Aimingtoawaterdistributionpipeunderamainroad*ficldtestswereconductedtomeasureitsstrainresponsesbyusi

6、nglong-gagefiberbragggrating(FBG)sensors.Thetestresultsverifytheaccuracyofthetheoreticalmethodsandindicatethatthepeakvaluesofaxia1strainresponsesofthepipeisnotsensitivetothepassingspeedofthevehicle・Keywords:trafficload；buriedpipelineStaticstressanalysis•strainmeasurement；FBGsensor收稿日期：2013-05-30・浙

7、江大学学报(X学版)网址：www.joumdl$•刀u.cdu.crying墓金项口：国家••十二五’科技归加戊膜助项口(2(J11BAK02BU4)；国家自然科金青年展金资助项口(51008236)；山地丘陵城市饮用水安全保鞅件技术研究与示范资助项目(2009ZX07424-004)・作者简介：李新亮0986-)男，硕士生，从申管线力学及结构健康监测方面研处.E-mail:cg8dli@126.com・通侑联系人：李素