回填钢管管周土压力分布特性研究

作者：石雅竹; 伍鹤皋^*; 石长征; 于金弘

来源：水电能源科学, 2021, 39(04): 109-104.

• 回填钢管
• 管周土压力
• 管道埋深
• 开槽宽度
• 管道刚度

目前市政行业广泛采用Spangler理论进行回填钢管的设计,但水利水电行业中钢管规模和运行条件与市政行业存在较大差距,Spangler理论的适用性有待研究。基于有限单元法,考虑管土之间的接触作用,建立回填钢管三维有限元计算模型,计算不同埋设深度、开槽宽度、管道刚度下回填钢管的管周土压力,通过绘制管周土压力分布图研究管周土压力的分布特性及Spangler理论的适用性。结果表明,竖直土压力在回填钢管管顶和管底处有"波谷"产生,在高埋深、小槽宽时尤为明显;此外,回填钢管刚度越大,管顶土压力越接近抛物线分布,管腰处出现的"波谷"越明显。总体而言,Spangler理论一般更适用于埋深小于2m、管道刚度t/D值小于1/120的回填管道,在实际工程回填钢管的设计中要加以判断。

• 单位
  武汉大学; 水资源与水电工程科学国家重点实验室