张 虎，邵 磊，余 成，卢松梅，杜国锋

（1.长江大学城市建设学院，湖北荆州 434023；2.葛洲坝城北快速路投资建设有限公司，湖北荆州 434001）

引言

长输管道承担着资源运输的重要任务，常服役于环境复杂的山区地段，管道运营过程中难免遭受众多不利因素的侵害［1－2］，其中落石冲击是最为典型的自然灾害之一，对埋地管道安全运营造成严重的威胁。因此，对冲击荷载作用下埋地管道的研究引起国内外学者的广泛关注［3－6］。在理论方面，Novak 等［7］结合半无限空间理论和平面动应变方法来分析管土相互作用问题，分析结果表明，与忽略管土作用的结果相比，管土作用能有效降低管道应力。李渊博等［8］基于马斯顿建立的埋地管道土压力计算模型，对管道遭受冲击时的受力情况进行分析，并借助弹性半空间理论来计算落石冲击管道所产生的轴向附加荷载，但其理论计算过程中参数取值过于保守，使计算结果偏大。王峰会等［9］借助Winkler线性理论来建立塌方荷载作用下的管土数学模型，并从管道内压、自重以及土体内聚力等方面对管道的应力分布情况和失效长度进行了研究。在数值模拟方面，刘爱文［10］对管道壳模型进行了优化，将管道小变形部分简化为非线性弹簧，建立了等效弹簧边界壳模型，在保证精度的同时提高了模型计算效率。王磊［11］通过有限元数值仿真建立管道冲击模型来探讨土体泊松比和弹性模量对管道力学响应的影响，结果表明，管道的变形随土体泊松比增加而减小，而应力随之增大；……