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供水事故的频繁发生对城市安全、平稳运行造成了不小的影响。供水管道往往敷设在地下，其安全受多种因素的共同影响。然而，目前埋地供水管道力学性能的研究偏重于单一因素的影响，多因素耦合作用下埋地供水管道力学性能的研究较少。管道不均匀沉降和腐蚀是导致供水管道事故的重要因素，因此研究不均匀沉降和腐蚀耦合作用下埋地供水管道的力学性能有助于提高埋地供水管道安全事故的主动防控能力，保障城市市政供水管网的安全运行。
首先，从管材、管径、水压和埋深四个方面调查了我国城市供水系统的现状，同时选定城市隧道施工和冲蚀空洞作为引起埋地供水管道不均匀沉降的因素。
其次，基于Winkler弹性地基梁理论，综合考虑城市隧道施工对地下管线的影响范围和双线隧道施工时地层移动的规律，提出了一种适用于求解地下管线在单、双线隧道施工条件下转角、弯矩和剪力等力学响应的新方法，并且基于管道应力状态，提出了一种邻近城市隧道施工的埋地管道安全状态评价方法。
接着，采用有限元软件ABAQUS，以埋地钢管和球墨铸铁管两种供水管道为研究对象，建立了可以同时考虑周围地层对管道约束作用和管道周围冲蚀空洞的埋地供水管道全周地基弹簧模型，分析了冲蚀空洞尺寸、管径、壁厚、内压、埋深、地表荷载和土质类型等因素对管道力学响应的影响规律。结果表明，冲蚀空洞是影响埋地供水管道安全性能的重要因素，随着冲蚀空洞长度的增大，由冲蚀空洞引起的管道纵向应力会大于环向应力，纵向应力成为管道的主控应力。管壁厚度对埋地供水管道安全性能的影响显著，在设计时适当增加管道壁厚能够有效提高管道安全性能。
然后，以埋地钢质供水管道为研究对象，建立了含腐蚀缺陷的埋地供水管道数值分析模型，对冲蚀空洞和腐蚀耦合作用下埋地供水管道的力学性能进行了研究，给出了DN300、DN600和DN1000三种管道在不同内压、温度作用和腐蚀程度下的失效空洞长度。研究表明：在冲蚀空洞和腐蚀耦合作用下，低内压管道的位移和应力增长速率较快，管道表现出与冲蚀空洞单一作用时不同的力学响应。低内压高腐蚀管道和高内压高腐蚀管道更容易发生安全事故。
最后，基于上述理论，对某园区城市市政供水管网进行了实际工程应用，评价了邻近隧道施工的埋地供水管道以及冲蚀空洞和腐蚀耦合作用下埋地供水管道的安全状态，对隧道施工和园区城市供水管网管理提出了几点建议。
首先，从管材、管径、水压和埋深四个方面调查了我国城市供水系统的现状，同时选定城市隧道施工和冲蚀空洞作为引起埋地供水管道不均匀沉降的因素。
其次，基于Winkler弹性地基梁理论，综合考虑城市隧道施工对地下管线的影响范围和双线隧道施工时地层移动的规律，提出了一种适用于求解地下管线在单、双线隧道施工条件下转角、弯矩和剪力等力学响应的新方法，并且基于管道应力状态，提出了一种邻近城市隧道施工的埋地管道安全状态评价方法。
接着，采用有限元软件ABAQUS，以埋地钢管和球墨铸铁管两种供水管道为研究对象，建立了可以同时考虑周围地层对管道约束作用和管道周围冲蚀空洞的埋地供水管道全周地基弹簧模型，分析了冲蚀空洞尺寸、管径、壁厚、内压、埋深、地表荷载和土质类型等因素对管道力学响应的影响规律。结果表明，冲蚀空洞是影响埋地供水管道安全性能的重要因素，随着冲蚀空洞长度的增大，由冲蚀空洞引起的管道纵向应力会大于环向应力，纵向应力成为管道的主控应力。管壁厚度对埋地供水管道安全性能的影响显著，在设计时适当增加管道壁厚能够有效提高管道安全性能。
然后，以埋地钢质供水管道为研究对象，建立了含腐蚀缺陷的埋地供水管道数值分析模型，对冲蚀空洞和腐蚀耦合作用下埋地供水管道的力学性能进行了研究，给出了DN300、DN600和DN1000三种管道在不同内压、温度作用和腐蚀程度下的失效空洞长度。研究表明：在冲蚀空洞和腐蚀耦合作用下，低内压管道的位移和应力增长速率较快，管道表现出与冲蚀空洞单一作用时不同的力学响应。低内压高腐蚀管道和高内压高腐蚀管道更容易发生安全事故。
最后，基于上述理论，对某园区城市市政供水管网进行了实际工程应用，评价了邻近隧道施工的埋地供水管道以及冲蚀空洞和腐蚀耦合作用下埋地供水管道的安全状态，对隧道施工和园区城市供水管网管理提出了几点建议。