供水管道结构防灾新进展

供水管网是一种在空间上广泛分布的地下结构。对于实际的地下管网而言，其分布随着城市发展和工业、居民等需水点的变化形成空间网状的复杂拓扑结构。近年来，供水管网结构抗灾分析的对象正从单根管道向带有弯头、三通等连接件的复杂管道以及整体管网结构方向发展。

对复杂埋地管道分析方法一般是通过对比研究带有弯管、三通、四通接头的复杂管道与直管管道应力变形之间的关系，通过对直管管道的计算结果予以修正，从而得到带有连接件的复杂管道的应力应变。

随着人们对供水管网抗灾复杂性和网络性认识的深化，人们逐渐意识到对地下管网进行整体结构的分析建模的必要性，并且随着计算理论、分析技术和计算机处理能力的发展，也使得这种网络性的整体力学行为分析成为可能。对地下管网进行整体分析建模的核心思想一般是采用基于梁单元的有限单元法建立系统的整体动力平衡或者拟静力平衡方程，以弹簧模拟管道接口以及管土之间的复杂相互作用，然后求解该平衡方程得到系统的整体地震响应。对地下管网进行整体的建模分析并考察其力学行为，可以充分地考虑管道之间的相互作用和地震动位移场的分布特点，更加符合工程实际。(www.xing528.com)

无论是对复杂管道还是地下管网系统整体的地震反应分析，大部分都是通过理论方法进行的。由于非一致地震动模拟要求试验尺寸较大，需要采用现场试验的方法才能进行，因此目前管网整体结构方面的试验研究相对较少。2015年，同济大学李杰教授团队以爆炸模拟地震动，对带有弯管、三通等复杂连接件的地下整体管网进行了现场动力反应试验，分析了场地的应变与管体应变以及管道接口变形之间的关系，并分析了管道在地震动作用下的滑移和管土之间相互作用的非线性特性，首次将试验推进到管网整体结构的层次。