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埋地管道分布范围广、运输距离长的特点,使管道不可避免的要遭受复杂恶劣地质灾害的侵袭,其中场地大变形条件下,如断层、滑坡、液化等,引起的管土之间的相对运动对管道的威胁尤为严重。对管土相对运动过程中管土间的相互作用开展研究,是保证埋地管道安全运行的基础。本文结合数值模拟和模型试验的方法针对管-砂土横向相互作用进行研究,取得了如下成果: (1)基于Trautmann管-砂土横向相互作用试验,利用ABAQUS软件建立数值模型,对比数值计算结果和试验结果,验证数值模拟方法在处理管土相互作用问题上的可行性。进一步探讨深埋、管径变化对管-砂土横向相互作用的影响。 (2)根据数值结果讨论了埋深、管径、砂土密实度对管土相互作用的影响程度,建议了一个以埋深、管径,砂土内摩擦角为自变量的横向承载力计算公式。 (3)探讨了管土横向相对运动过程中,管周土压力的分布规律和分布形式,得到针对管土横向相对运动时描述管周土压力分布的数学表达式。 (4)根据土体表面的变形情况,提出了针对管土横向相对运动时的管道深浅埋划分,并分析总结了浅埋和深埋时管周土体不同的失效模式。 (5)根据管道浅埋时管周土体的变形情况,以减小管道横向受力为出发点,提出选择浅埋管沟截面参数的改进意见。 (6)自主设计管土横向相互作用试验装置,装置包括试验箱体、传力系统、数据采集系统、管周土压力量测系统。利用试验装置开展了管-砂土横向相互作用研究,为管-砂土横向相互作用机制研究提供参考依据。