埋管竖向土压力的正交数值试验与规律分析
Orthogonal Numerical Test and Law Analysis of Vertical Earth Pressure on Buried Pipeline
- 防灾减灾工程学报 2024年44卷第5期 页码：1168-1176
- 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：
周鹏（1998—），男，硕士研究生。主要从事管道变形力学仿真与测试技术研究。E-mail：zhoupeng_1998@163.com
李玉坤（1973—），男，副教授，博士。主要从事管道变形力学仿真与测试技术研究。E-mail：mliyk@upc.edu.cn
- 基金信息：国家自然科学基金项目(52179119)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme20230707005
中图分类号： TU432收稿：2023-07-07，
修回：2023-09-28，
纸质出版：2024-10-15
- 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
references
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