上埋式管道上竖向土压力计算的探讨

本文基于弹性理论和有限元原理与方法，分析了上埋式地下管道横向力学计算方法和性状并探讨了上埋式地下管道的减荷等问题： (1)在分析现有几种典型的管道垂直土压力计算方法的基础上，探讨了影响垂直土压力的主要因素以及改进的方法； (2)分别通过弹性理论分析法和结构力学的方法，建立了地下管道柔性圆环和刚性管涵的横向静力计算方程，并应用在算例中，把所得结果和有限元方法所得结果进行对比分析； (3)考虑填土、管道和基础的共同作用、土体的非线性特性、初始应力场以及土体和管道的接触面因素的影响，利用有限元的思路，建立了地下管道横向力学有限元计算模型和方法，并且采用大型有限元分析软件Ansys，针对上埋式管道工程算例，得出了管周土压力以及管道横截面应力的分布状况和规律，并和理论值进行对比；针对施加柔性填料的上埋式管道工程实例，得出了减荷后的土压力分布，并和实测值进行了对比。

表明对大型沟埋式管道的上压力，采用弹塑性理论的非线性分析是比较符合实际的，其结果可供设计参考。

采用沟谷影响系数和管顶平面上的沉降差,综合反映各方面因素对土压力的影响,提出了填埋式管道垂直土压力的计算公式,并与现有公式和试验资料作了比较。