基于壳单元的连续型采空区埋地管道应变分析

采空沉陷区管道在地表变形的作用下会产生较大的应变，导致管道拉裂或屈曲失效，因而建 立了三维连续型位移采空区管道应变数值计算模型，该模型使用非线性壳单元模拟管道，非线性弹 簧模拟管土间相互作用。基于有限元模型，分析了管道应变空间分布特征及其随主要影响因素的变 化规律。结果表明：连续型采空沉陷作用下管道会产生与地表一致的垂向位移，管道内弯曲应变远 小于轴向应变；采空沉陷区管道的轴向应变随着覆岩岩性硬度的增强而增加，随着走向长度、开采 深度的增加而增加，而煤层采厚对轴向应变几乎没有影响；管道内压、管道埋深、管土间摩擦折减因 数的增加均会导致管道轴向应变的增大，增加管道壁厚能够有效减小管道的轴向应变。（图12，表1， 参20