砂埋管道上浮地基破坏机理的离散元模拟
Uplift Mechanism of Buried Pipe in Sand Ground Using DEM

摘要 本文采用离散单元法(DEM)建立的砂土中管道上浮模型来研究管道上浮时地基的破坏机理。首先考察不同密实度砂土在不同围压下的宏观力学特性,然后通过土体局部变形和颗粒位移场等微观变量分析不同密实度和不同埋深比对管道上浮地基破坏模式和上浮抗力的影响。结果表明:伴随土体变形,上覆土体的渐进破坏主要分布在上覆土体区域和管道周围;松砂中,与应力-应变关系类似,上浮抗力随着上浮位移的增长呈硬化性增长,管道周围土体回填进管道下部形成的空隙中,呈现局部流动破坏模式;密砂中,上浮抗力随着上浮位移的增加先上升后下降,规律与应变软化一致,管道上方先剪切形成倒梯形的上覆土楔,然后管道周围土体回填下部空隙形成流动,呈现先整体剪切破坏后局部流动的破坏模式;随着埋深的增加,上浮抗力增加,密砂中以先整体剪切破坏为主,同时局部流动破坏有明显的趋势。