燃气爆炸作用下地下综合管廊动力响应模拟

针对地下综合管廊结构的抗爆性能,依托某工程实例,建立综合管廊结构在燃气爆炸荷载作用下的三维有限元模型,确定燃气爆炸荷载曲线及其在地下管廊上的加载方式,分析了地下管廊在燃气爆炸荷载作用下的动力响应,讨论了燃气爆炸荷载峰值、持时等主要参数对地下管廊衬砌动力破坏特征的影响。结果表明,燃气爆炸荷载作用下,管廊衬砌的损伤破坏具有局部性和弱传递性;当超压峰值小于0.2 MPa,管廊损伤程度不大;随燃气爆炸荷载峰值的增大,管廊衬砌的损伤程度逐渐加重,达到0.7 MPa时,即便较短持时,燃气室也将出现明显破坏;随燃气爆炸荷载持时的增大,管廊结构损伤破坏加重;相同冲量时,荷载达到峰值时间越短,管廊衬砌的损坏范围和损伤程度越大。     

城市地下综合管廊节点地震响应的影响因素分析

建立城市地下综合管廊典型节点二维有限元模型,分析在不同地震波不同峰值加速度、不同地震波相同峰值加速度,以及是否考虑土-结构接触面的接触作用下的地震响应。结果表明：①在不同地震波不同峰值加速度作用下,随地震波峰值的增大管廊节点的侧向位移、峰值加速度、峰值应力随之增大;②在不同地震波相同峰值加速度作用下,地震波的频谱特性对节点地震响应有显著影响;③是否考虑土-结构接触面的接触作用对管廊节点地震响应有较大影响。     

不同截面形式城市综合管廊火灾结构损伤数值模拟

采用当前方法对火灾下城市综合管廊结构损伤进行数值模拟时,得到模拟结果与实际结果之间的误差较大,存在模拟精准度低的问题,为此该文提出不同截面形式城市综合管廊火灾结构损伤数值模拟方法。首先构建城市综合管廊结构的土体弹塑性本构模型,然后对城市综合管廊结构进行静力分析,同时采用FDS火灾模拟软件在土体弹塑性本构模型的基础上通过网格划分、设定初始条件及边界条件,构建城市综合管廊结构有限元模型,最后通过构建的有限元模型对火灾下不同截面形式的城市综合管廊结构损伤进行数值模拟。实验结果表明,火灾温度梯度在结构径向中较大,城市综合管廊火灾结构在火灾下的损伤数值可控制在一定范围内的,所提方法的模拟精准度较高。     

基于土体等效线性黏弹性模型的地下综合管廊地震响应

以大连旅顺新区地下综合管廊工程为研究背景,利用ABAUQS有限元软件,建立了三维有限元模型,土体与管廊结构采用了三维实体全积分单元,采用等效线性黏弹性模型来模拟土体的动力非线性特性、线弹性模型模拟管廊结构.数值模拟考虑了土-结构相互作用,模型四周及底边设置黏弹性边界,地震动以等效节点力的形式输入,研究管廊在Kobe地震...     

地铁振动作用下上部正交综合管廊动力响应试验研究∗

为揭示地铁振动荷载作用下上部正交管廊的动力响应规律,采用缩尺物理模型试验的方法,利用激振电机模拟地铁列车运行时产生的振动荷载,研究地铁隧道?黄土地基?综合管廊传播路径下地铁运行振动的传播规律及管廊结构的动态响应特征。试验结果表明：地铁运行产生的振动由隧道顶部向上部土体传播的过程中表现出先骤减后缓慢减小的规律,加速度响应主要集中于隧道上部 40 cm（原型 4 m）区间,动态土压力则在隧道顶与其上部管廊垂直间距 80 cm（原型 8 m）全段均有较明显的响应。上部正交综合管廊顶、侧、底板与周围土体的动态接触压力响应明显,并且在相同振动荷载作用下表现出相对稳定的比例关系。随着地铁振动荷载的增强,上部正交管廊的结构加速度响应逐步增强,而管廊结构与周围土体的动态接触土压力增长幅度更为显著。     

考虑接头影响的综合管廊标准段地震响应分析∗

地震是造成综合管廊破坏的主要原因之一,综合管廊一旦发生破坏,其产生的后果将比传统埋地管道复杂得多。本文介绍了常见的几种综合管廊接头形式,并对不同的接头形式分别建立有限元模型,选取综合管廊标准段并考虑混凝土塑性损伤模型以及土体本构模型,利用自编程序施加黏弹性人工边界以及等效节点力对不同接头形式下管廊及内部管道进行地震响应分析。结果表明,在不同地震动强度下的最大纵向位移差,整体现浇结构的响应会高于预制拼装结构,且随着地震动强度的增加,响应的差异会进一步增大。两种接头形式下,管廊标准段在地震动作用下的损伤很小,仅在地震动峰值加速度达到0.4g及以上时会发生轻微损伤,不会影响正常使用。同一地震动作用下,小管径的管道应力水平会小于大管径的管道应力水平。同时采用橡胶止水带和预应力钢筋的接头形式会比仅采用橡胶止水带的接头形式更有利于降低廊内管道的应力水平。考虑到采用预应力钢筋连接的预制拼装结构会进一步提高廊内管道的安全水平,因此,在成本允许的情况下,不仅要考虑接头的防水,还应该采用预应力筋对相邻节段连接,进一步提升综合管廊的抗震性能。     

基于CFD模拟分析的城市综合管廊火灾特性研究

城市综合管廊也就是通常所指的城市共同沟,是在地下建造的一个隧道空间,将多种市政管线集于一体.作为21世纪新型城市市政基础设施建设的重要标志之一,城市综合管廊已被越来越多的城市采用.城市综合管廊作为不经常下人的管道,一旦发生火灾事故,通常不会造成人员伤亡,但是火灾造成的高温和烟气会沿着管沟迅速蔓延,且因为该类管廊位于地下,发生火灾时不易被发现,火灾危险性较大.     

阶梯型综合管廊非一致地震激励下的动力响应∗

基于有限元分析的方法,建立了管廊-土体结构相互作用的三维有限元模型,深入探究阶梯型双层多仓地下综合管廊在非一致地震激励下动力响应特性。通过模态分析,得到了现浇式、平口式和企口式三种接头形式阶梯型双层多仓综合管廊的自振频率和变形特征,计算了地下综合管廊在小震(0.05g)、中震(0.1g)、大震(0.2g)非一致激励条件下管廊整体、廊身和接头的动力响应。结果表明：三种接头形式的管廊均表现为破坏率先发生在接头处的扭剪破坏,且管廊接头处的应力水平要明显高于廊身应力,其中企口式接头尤为显著;在非一致地震激励下,管廊接头两侧点响应时程曲线体现了非常明显的响应非一致性,三种形式接头处的动力响应均以横向(X 向)和竖向 (Y 向)振动为主,以轴向(Z 向)振动为辅;随着地震力的提高,管廊顶板轴线上的位移在逐步增大,且平口式和现浇式管廊接头处均出现了明显的位移的突变,突变主要以横向为主,而企口式接头由于其良好的整体性,位移分布曲线较为连续,几乎没有发生突变;管廊的接头处出现明显的应力集中,现浇式和平口式接头的应力集中现象主要出现在角部,企口式接头主要出现在榫卯接头处和角部;现浇和平口式接头会出现“反喇叭口”式的变形和上下错动, 而企口式接头的整体性好,几乎未发生上下错动,但应力水平相比其他两种接头形式较高。     

基于模糊聚类分析的综合管廊多灾种耦合预测模型

当下综合管廊灾害防护相关的研究十分匮乏,为此,该文设计基于模糊聚类分析的综合管廊多灾种耦合预测模型,先采用基于可变模糊聚类的综合管廊灾种样本聚类方法,将综合管廊中多个类型的灾种样本实施聚类;然后基于聚类后的灾种样本,通过基于模糊数学的多灾种耦合度模型,获取多个灾种之间的耦合关系;最后采用多灾耦合致灾风险预测方法实现综合管廊多灾种耦合预测。     

基于FBG的管道渗漏监测可行性及其影响因素试验研究

针对目前多种光纤感测技术应用于管道渗漏监测中的不足,利用蒸发式湿度测量原理,提出了一种基于FBG技术的管道渗漏监测方法,并设计了试验对其可行性及影响因素进行探究。结果表明:该方法在湿度约为80%RH的环境中能测出1.84℃的渗漏稳定温差,具有良好的可行性;此外,风速、水温两个因素会对稳定温差产生影响,渗漏量这一因素不影响稳定温差,仅影响温差响应的等待时长,该方法在风速较大、水温较低的环境因素下具有更加良好的渗漏监测效果。