Orthogonal Numerical Test and Law Analysis of Vertical Earth Pressure on Buried Pipeline

ZHOU Peng; CHEN Jinping; LI Yukun; ZHAO Chengjun; XIONG Daoying; CHEN Ruirui; WANG Yao; WU Lishuang

doi:10.13409/j.cnki.jdpme20230707005

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Orthogonal Numerical Test and Law Analysis of Vertical Earth Pressure on Buried Pipeline

更新时间：2024-11-04

- Orthogonal Numerical Test and Law Analysis of Vertical Earth Pressure on Buried Pipeline
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 44, Issue 5, Pages: 1168-1176(2024)
- 作者机构：
  
  1.中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛 266580
  2.山东航空股份有限公司，山东济南 250107
  3.国家管网集团西部管道有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830013
  4.国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司，广东广州 510620
  5.国家管网集团天津天然气管道有限责任公司，天津 300457
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme20230707005
  CLC： TU432
- Received：07 July 2023，
  
  Revised：2023-09-28，
  
  Published：15 October 2024
- 稿件说明：
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周鹏,陈金平,李玉坤等.埋管竖向土压力的正交数值试验与规律分析[J].防灾减灾工程学报,2024,44(05):1168-1176.

ZHOU Peng,CHEN Jinping,LI Yukun,et al.Orthogonal Numerical Test and Law Analysis of Vertical Earth Pressure on Buried Pipeline[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(05):1168-1176.
周鹏,陈金平,李玉坤等.埋管竖向土压力的正交数值试验与规律分析[J].防灾减灾工程学报,2024,44(05):1168-1176. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme20230707005.

ZHOU Peng,CHEN Jinping,LI Yukun,et al.Orthogonal Numerical Test and Law Analysis of Vertical Earth Pressure on Buried Pipeline[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(05):1168-1176. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme20230707005.

摘要

为了更精确地计算管道的竖向土压力，总结归纳了10种影响因素，通过改变沟槽坡角和沟槽宽度等结构参数考虑了管道的埋设方式，共建立了10因素5水平的50种正交化数值试验模型，借助正交数值试验的方法评价了管道竖向土压力与各因素的相关程度，并通过单因素规律分析得到了高度显著因素作用下管道竖向土压力的变化规律。结果表明：共有6种高度显著因素，按显著性由大到小依次为管土模量比、回填土泊松比、沟槽坡角、原状土弹性模量、上覆土体高度、沟槽宽度；其中沟槽宽度和管土模量比与竖向土压力系数大致呈正相关，上覆土体高度、沟槽坡角、原状土弹性模量和回填土泊松比与竖向土压力系数大致呈负相关。研究可为管道的竖向土压力系数计算、管道的变形与应力分析提供计算依据。

Abstract

In order to calculate the vertical earth pressure on pipelines more accurately

10 influencing factors were summarized. By altering structural parameters such as trench slope angle and trench width

different burial methods of pipelines were considered. A total of 50 orthogonal numerical test models were established

using 10 factors with 5 levels each. The correlation between vertical earth pressure on pipelines and various factors was evaluated through orthogonal numerical test

and the variation patterns of vertical earth pressure under the influence of highly significant factors were obtained through single factor analysis. The results showed that there were a total of 6 highly significant factors

listed in order of significance from greatest to least: the pipe-soil modulus ratio

Poisson's ratio of backfill soil

trench slope angle

undisturbed soil elastic modulus

overlying soil height

and trench width. Among these

trench width and pipe-soil modulus ratio were positively correlated with the vertical earth pressure coefficient

while the overlying soil height

trench slope angle

undisturbed soil elastic modulus and Poisson's ratio of backfill soil were negatively correlated with the vertical earth pressure coefficient. The study provides a basis for calculating the vertical earth pressure coefficient and for pipeline deformation and stress analysis.

关键词

Keywords

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