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摘要
为研究表面裂纹对采空塌陷后悬空管道力学性能的影响,对采空塌陷后含表面裂纹的悬空管道进行数值模拟,分析了不同简单边界条件下管道裂纹应力强度因子与悬空长度、形状比及深度比的关系,研究了管土耦合边界下内压、土体弹性模量、土体泊松比和界面摩擦因子对管道裂纹应力强度因子的影响,对比了管土耦合边界与特定简单边界对分析结果的影响。结果表明:边界条件对悬空管道裂纹应力强度因子影响很大;悬空长度对不同边界条件下悬空管道裂纹应力强度因子的影响显著,而形状比、深度比对其几乎无影响;管土耦合边界下,内压、土体弹性模量对悬空管道裂纹应力强度因子影响较为显著,土体泊松比以及界面摩擦因子对悬空管道裂纹应力强度因子的影响可忽略不计;两端固支边界与管土耦合边界结果的相对误差在10%以内,而其他简单边界与管土耦合边界结果的相对误差较大。
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单位石油大学机电工程学院
