李立云，李金龙

管-砂土横向相互作用中土体极限承载力

李立云，李金龙

（北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京100124）

为了解决国内外规范中关于管-土相互作用横向承载力系数取值方面存在不足的问题，基于Trautmann管-砂土横向相互作用试验，利用ABAQUS软件进行了相应的数值模拟.首先，利用模型试验结果对数值模型进行正确性验证，进一步分析了管径变化、深埋对土体承载力系数取值的影响，研究分析发现:深径比一定时，随着管径的增加，横向承载力系数减小；横向承载力系数与深径比的关系呈指数型曲线变化规律，并从土拱效应的角度解释了呈现该规律的原因.最后，针对砂土地基，建议了一个以深径比、管径、土体内摩擦角为自变量的土体承载力系数计算公式.

横向承载能力系数；数值模拟；深径比；深埋

为分析管道在不良地质，如断层、地面沉陷、滑坡等作用下的响应，国内外许多研究者利用解析方法及数值模拟的方法做出了诸多努力.解析方法中，Newmark等［1］、Kennedy等［2］以及Wang等［3］在假定管道变形模式的前提下，考虑管道在单位长度上受到的横向力或轴向力，继而得到计算管道最大应变的解析式.该方法的本质是将管道周围土体等效为连接管体的三向土弹簧，以此代替土体对管道的约束；张坤勇等［4］将管线简化为弹性地基梁，采用一系列土弹簧来模拟土与管之间的相互作用，得到隧道开挖引起地层位移时管线反应的解析表达式.数值模拟方面，甘文水等［5］、郭恩栋等［6］在将土体等效为土弹簧的基础上用数值模拟方法分析跨断层埋地管线的地震反应；……