本文關鍵詞：基于綜合分析的機場地下管線數(shù)字化管理研究

  更多相關文章： 地下管網(wǎng) 數(shù)字化管理系統(tǒng) 地表沉降 安全性判斷 爆管分析

【摘要】：地下管網(wǎng)是機場的一個重要組成部分,機場的生活用水、雨水、污水、通信電纜等都是通過地下管線輸送,對機場的安全高效運行至關重要。然而許多機場仍然采用傳統(tǒng)的管理方式,管理效率低,使得管線破壞事故頻發(fā)。因此,為了機場的安全性和高效性,應該推動機場地下管線的數(shù)字化。本文在中國民航局科技基金項目—“機場運行保障數(shù)字化系統(tǒng)研究”(MHRD201230)的支持下,通過對管道破壞的理論分析、數(shù)值分析和爆管分析相結合探討了管道安全性的判斷和預防,最后,通過建立機場地下管網(wǎng)管理系統(tǒng),實現(xiàn)對管網(wǎng)的數(shù)字化管理,具體的工作如下:1、針對拋物線形地表沉降,利用分布角法,求得作用在管道上的荷載,然后采用Winkler地基梁理論,考慮沉降因素、管道因素和土體因素,推導出拋物線形不均勻沉降作用下管道響應的解析解。為了對地表拋物線形沉降作用下管道響應解析解的正確性進行驗證,建立了三維管土相互作用有限元模型,通過撓度、剪力和彎矩的對比證明了本文推導的管道響應解析解公式的合理性。最后,利用JavaScript語言編寫了在拋物線形沉降作用下管道內(nèi)力理論解求解軟件,嵌入到機場地下管網(wǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)中,以此從理論計算角度實現(xiàn)地下管網(wǎng)安全性判斷的數(shù)字化。2、通過單因素分析法對管道進行了影響因素分析,得到了一些有用的結論;并通過正交試驗設計方法擬合得到了管道最大應力與沉降因素、管道因素和管道埋深之間的關系表達式。在此基礎上,詳細介紹了現(xiàn)有的管道破壞判別標準,然后采用破壞標準與有限元相結合的方法對管道的安全性進行判斷,實現(xiàn)在沉降作用下管道的安全分析。3、管網(wǎng)一旦發(fā)生破壞,能否及時的對事故作出準確的判斷是降低事故損害、防止資源浪費的關鍵,因此,本文詳細介紹了機場地下三維拓撲管網(wǎng)的構建和服務的發(fā)布,最后實現(xiàn)基于流向的爆管分析功能。4、本文利用超圖SuperMap系列軟件,采用B/S架構,開發(fā)了基于綜合分析的機場地下管線數(shù)字化管理系統(tǒng),實現(xiàn)了全幅顯示、漫游瀏覽、地表開挖、地表透明、飛行瀏覽、空間量算、剖面分析、爆管分析和管道安全性理論判斷等功能。
【關鍵詞】：地下管網(wǎng) 數(shù)字化管理系統(tǒng) 地表沉降 安全性判斷 爆管分析
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V351.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.1.1 研究背景12-14
• 1.1.2 研究意義14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 基于Winkler地基的拋物線形沉降作用下管道響應的理論分析18-28
• 2.1 彈性地基梁模型理論18-20
• 2.2.1 Winkler模型18-19
• 2.2.2 彈性連續(xù)介質模型19
• 2.2.3 雙參數(shù)地基模型19-20
• 2.2 管線結構分析的簡化20-21
• 2.3 地表拋物線形沉降作用下的管道響應計算21-26
• 2.3.1 管道上作用荷載的確定21-22
• 2.3.2 地基不均勻沉降作用下管土相互作用模型22
• 2.3.3 拋物線形不均勻沉降下，管道的撓度微分方程22-23
• 2.3.4 管線的豎向位移微分方程的求解23-26
• 2.4 管道內(nèi)力的電算化26
• 2.5 本章小結26-28
• 第三章 拋物線形沉降作用下管道響應的有限元仿真模擬28-40
• 3.1 ABAQUS簡介28-29
• 3.2 三維管土相互作用有限元模型的建立29-35
• 3.2.1 模型幾何尺寸的確定29-30
• 3.2.2 管土本構模型的選擇30-31
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分與單元的選擇31-33
• 3.2.4 管土之間的接觸作用33
• 3.2.5 拋物線沉降荷載的施加33-35
• 3.3 有限元結果與解析解的對比35-39
• 3.4 本章小結39-40
• 第四章 拋物線形不均勻沉降下管道響應的影響規(guī)律分析與破壞判別40-66
• 4.1 管道危險控制位置的確定40-45
• 4.1.1 管道軸向危險控制截面的確定40-41
• 4.1.2 管道環(huán)向控制點的確定41-44
• 4.1.3 管道徑向控制點的確定44-45
• 4.2 埋設工況對管道響應的影響規(guī)律45-55
• 4.2.1 沉降因素45-50
• 4.2.2 管道因素50-52
• 4.2.3 管道埋深的影響52-53
• 4.2.4 管道材料的影響53-54
• 4.2.5 管土接觸模型的影響54-55
• 4.3 正交試驗55-59
• 4.3.1 基本概念55-56
• 4.3.2 正交試驗設計方案56-57
• 4.3.3 因素影響程度分析57-58
• 4.3.4 基于正交試驗的管道最大應力回歸公式58-59
• 4.4 管道破壞控制標準59-63
• 4.4.1 基于應力的管道破壞判別標準59-60
• 4.4.2 基于應變的管道破壞判別標準60-61
• 4.4.3 基于沉降梯度的管道破壞判別標準61
• 4.4.4 數(shù)值方法與上述標準的結合61-63
• 4.5 本章小結63-66
• 第五章 基于supermap的機場地下管線的爆管分析66-76
• 5.1 SuperMap簡介及應用66-67
• 5.2 機場地下管網(wǎng)的構建67-71
• 5.2.1 管網(wǎng)數(shù)據(jù)結構的設計67-69
• 5.2.2 三維拓撲管網(wǎng)的構建69-71
• 5.3 服務發(fā)布71-72
• 5.4 基于流向的爆管分析72-75
• 5.4.1 管網(wǎng)流向設置72-73
• 5.4.2 基于流向爆管分析功能的實現(xiàn)73-75
• 5.5 本章小結75-76
• 第六章 基于綜合分析的機場地下管線數(shù)字化管理系統(tǒng)的開發(fā)76-82
• 6.1 需求分析76
• 6.2 系統(tǒng)設計76-78
• 6.2.1 總體結構設計76-77
• 6.2.2 功能模塊設計77-78
• 6.3 功能實現(xiàn)78-81
• 6.3.1 基本操作功能78-79
• 6.3.2 分析功能79-80
• 6.3.3 管道安全性判斷與預測功能80-81
• 6.4 本章小結81-82
• 第七章 結論與展望82-84
• 7.1 結論82-83
• 7.2 展望83-84
• 參考文獻84-88
• 致謝88-90
• 附錄A90-93
• 附錄B93-95
• 附錄C95-98
• 附錄D98-106
• 作者簡介106

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本文編號：629338