地面堆载作用下埋地管道的力学性状分析的任务书.docx

地面堆载作用下埋地管道的力学性状分析的任务书
任务书
题目：地面堆载作用下埋地管道的力学性状分析
1.任务背景
在城市建设中，随着城市化程度的不断扩大，城市地下管道系统的建设也越来越广泛，特别是生活用水、供热、煤气以及电力线路等管道的建设。随着城市建设的不断发展，地下管道的建设日益增多。然而，地下管道的施工、维护和运行中难免会受到各种外力的影响，其中地面堆载的作用是比较常见的影响因素之一。地面堆载作用下，埋地管道受到的内力、应变和变形等将会发生变化，因此，对于埋地管道的力学性状进行研究和分析，对于正确理解其受力情况，设计和运行具有重要意义。
2.研究内容
本次研究的主要内容是通过建立适当的计算模型，分析地面堆载作用下埋地管道的力学性状。具体研究内容包括以下几个方面：
(1)建立管道结构及其周围土体的有限元计算模型；
(2)确定地面堆载的作用方式和作用量，并对管道及其周围土体的应力分布情况进行分析；
(3)根据计算结果，分析管道内力及其应变情况，通过比较不同情况下的受力情况，得出不同条件下管道的安全性能；
(4)对比分析不同直径、不同材料和不同地质条件下的管道受力情况，为管道设计和运行提供理论依据。
3.研究方法
(1)建立有限元计算模型，确定模型中各个参数。
(2)通过有限元分析软件进行计算，得出管道及其周围土体的各种受力情况的参数，比如应力分布、变形等等。
(3)根据计算结果，分析管道受力情况的变化及其对管道材料、直径和地质条件的适应性能力；
(4)利用MATLAB和EXCEL等工具对计算结果进行处理，并得出管道的应力应变关系曲线。
4.预期成果
(1)通过有限元分析等方法，建立地面堆载作用下埋地管道的力学性状分析模型。
(2)分析管道受力情况的变化规律及其对管道材料、直径和地质条件的适应性能力，为管道的设计和运行提供理论依据。
(3)绘制管道的应力应变关系曲线，并通过计算得出管道的安全系数，为管道的安全运行提供保障。
5.参考文献
(1)杜祚骥，周吉平.基础工程地下空间和管道有限元分析方法[M].北京：人民交通出版社，2007。
(2)冯小雷，陈松柏.土木工程结构力学原理[M].北京：人民交通出版社，2006。
(3)王长林.岩土工程防护结构有限元分析技术[M].北京：人民交通出版社，2007。
(4)孙育工，姜金星，姜志华.基础工程中管道的有限元分析方法[M].北京：人民交通出版社，2009。
(5)高蒙.地下管道受力分析[M].北京：人民交通出版社，2009。
6.研究进度安排
研究进度安排如下：
阶段
概述
时间
文献调研
查阅相关文献，了解埋地管道的力学性质和地面堆载作用下其力学性状的研究现状
2周
模型建立
建立管道结构及其周围土体的有限元计算模型
3周
计算分析
通过有限元分析软件进行计算，分析管道及其周围土体在受到地面堆载作用下的受力情况
4周
结果分析
利用MATLAB和EXCEL等工具对计算结果进行分析和处理，得出管道的应力应变关系曲线
2周
论文撰写
撰写相关研究论文
3周
7.参考格式
文献：王长林.岩土工程防护结构有限元分析技术[M].北京：人民交通出版社，2007。
论文：周春林，王秋凤，周军.土-结构相互作用对深基坑安全性影响的有限元分析[J].金属矿山，2012，近30(5)：132-137。
8.要求
(1)稳固掌握土木工程力学、教授有限元方法基础及其应用。
(2)对模型建立、计算分析和结果处理方法具有熟练的技能。
(3)具备一定的理论分析和计算分析能力。
(4)精通专业领域的英语词汇和专业术语。
(5)严格遵守学术道德规范，文献引用准确规范。