[发明专利]一种管道形变监测方法及装置

说明书

本申请涉及地下空间工程领域，公开了一种管道形变监测方法及装置，其方法包括基于预设的由管道侧向移动引发的土拱区域内的土体平衡单元，建立土体平衡单元的高度和土体平衡单元所受垂直应力的关系式，得到第一模型；基于所述第一模型，引入边界条件，建立土拱高度和常数的关系式，得到第二模型；基于所述第二模型，引入土体压缩量，预测土拱高度；基于所述土拱高度，判断管道的形变情况。本申请可以达到提高埋地管道形变监测的准确性，降低试验的时间、人力和物力成本的效果。

技术领域

本申请涉及地下空间工程领域，尤其是涉及一种管道形变监测方法及装置。

背景技术

国内外研究表明，土拱效应对于埋地柔性管道的受力变形有显著的影响。其中，测量土拱高度对于认识管道移动引起侧向土体破坏具有重要作用，通过土拱高度能够对管道的侧向拉力进行计算，以监测管道的形变情况，有利于及时采取措施补救。

目前，管道侧向拉动引起土拱高度只能通过实验观察得到，且往往需要真实试验，耗费大量时间、人力和物力。再者，试验对应的试验条件往往比较单一，难以准确获得不同场景下的土拱高度，影响了管道形变监测结果的准确性。

发明内容

为了提高管道形变监测结果的准确性，降低试验的时间、人力和物力成本，本申请提供了一种管道形变监测方法及装置。

第一方面，本申请提供一种管道形变监测方法。

本申请是通过以下技术方案得以实现的：

一种管道形变监测方法，包括以下步骤，

基于预设的由管道侧向移动引发的土拱区域内的土体平衡单元，建立土体平衡单元的高度和土体平衡单元所受垂直应力的关系式，得到第一模型；

基于所述第一模型，引入边界条件，建立土拱高度和常数的关系式，得到第二模型；

基于所述第二模型，引入土体压缩量，预测土拱高度；

基于所述土拱高度，判断管道的形变情况。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于预设的由管道侧向移动引发的土拱区域内的土体平衡单元，建立土体平衡单元的高度和土体平衡单元所受垂直应力的关系式的步骤包括，

预设所述土体平衡单元的高度和厚度；

根据所述土体平衡单元的高度、厚度和力的竖向平衡关系，得到土体平衡单元的高度和土体平衡单元所受垂直应力的关系式。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述第一模型，引入边界条件，建立土拱高度和常数的关系式的步骤包括，

简化所述第一模型，得到微分方程；

求解所述微分方程，得到常数的关系式；

基于土拱高度低于管道的净埋深或土拱高度高于管道的净埋深的情形，建立边界条件；

将所述边界条件代入所述常数的关系式中，得到土拱高度和常数的关系式。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述第二模型，引入土体压缩量，预测土拱高度的步骤包括，

建立所述土体压缩量的方程式；

基于所述边界条件求解所述土体压缩量的方程式，得到土拱高度。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一模型的方程式为，