加劲环式地下埋管非线性有限元屈曲分析

结合某水电站引水发电系统,对加劲环式地下埋管进行了外压作用下的有限元屈曲分析,研究结果表明:对于加劲环式地下埋管,钢管临界压力随椭圆度等初始缺陷幅值的增加基本呈线性下降;钢管与回填混凝土之间初始缝隙值的增大也将逐渐降低临界压力,尤其当初始缝隙值增大至钢管半径的10/万后,钢管临界压力与加劲环式明钢管临界压力几乎相等.当加劲环间距与钢管半径之比小于2时,加劲环间距对钢管临界压力影响明显,其后加劲环对管壁的约束和临界压力的影响逐渐减小.加劲环高度可以提高钢管临界压力,但在埋管状态下加劲环高度达250 mm后其临界压力基本保持不变.有限元屈曲分析还表明,地下埋管加劲环在管壁屈曲失稳后才可能发生失稳,无需单独校核加劲环自身的抗外压稳定,加劲环截面尺寸可直接根据施工安装条件确定,再由解析法或有限元法计算加劲环间管壁的临界压力,从而确定加劲环的间距.