1、管土相互作用理論由于海床土壤的復雜性，管土相互作用理論至今仍未完善。在目前的設計中，主要使用 的土壤模型是美國Bentley公司出版的Autopipe軟件手冊和美國土木工程師協會（ASCE）出 版的“Guidelines for the Design of Buried Steel Pipe ”指南中定義的方法。Autopipe軟件將土壤分為粘土和砂土，粘土又細分為軟粘土和硬粘土，砂土又細分為松 散粘土、中等砂土和密實粘土。土抗力(單位長度)在管土相互作用理論中，將土的約束力和位移之間的關系假定為理想彈塑性關系。這一 假定已經在實踐中得到證實，而且對于設計來說是保守的。斜率&.率虬位移圖1土約

2、束力與位移的理想彈塑性關系曲線1.管線橫向約束理論1.1粘土和砂土的初始斜率通過研究樁在橫向載荷作用下的受力特性，可以評估埋地管道橫向運動產生的土反力。研究表明，在粘土和砂土中，q值隨著埋置深度的增加而近似線性增大，可用下式表達：K Zk其中：% 橫向反力-位移曲線的初始斜率，Nm2 ；（ FL2）Z 地面至管道中心的距離，m ；（ L）k, 土壤剛度系數，Nm3，見表1和表2所列的典型值。（FL）表1粘土的k值不排水剪切強度S （ lb,ft2）u（ lb/in3）的范圍25010-3050030-1001000100-3002000300-100040001000-3000表2砂土的七值相

3、對密度（ lb/in3）的范圍水面以上水面以下松散8-255-20中等25-9016-60密實65-22540-125注：1lb ft2 = 47.88Pa , 1lb in3 = 271.46KN. m3在粘土和砂土中，管道橫向運動產生的土反力大小強烈取決于回填土是否壓實。欠壓實 的回填土對管道位移提供很小的反力，約為10lbin3的級別；壓實可以提高粘土的強度和砂 土的相對密度，壓實良好的回填土提供的土反力約為100lbin3的級別。回填土對管道橫向位 移的極限阻力（匕）取決于土壤強度，可以根據地錨的被動土壓力理論評估匕，下面分別介 紹粘土和砂土情況下的P計算公式。11.2粘土的極限阻力當

4、埋地管道的回填土為粘土時，P可由下式計算：1P1 = RS d其中：P1假設K2為零時，管道橫向位移的極限阻力，N.,m2 ；（ F L）R 隨埋置深度變化的系數（無量綱），見表3,其中H表示地面到管道底部的深 度，m ；Su 不排水剪切強度，Pa ；（ FjL）管道外徑，表3粘土對管道的橫向反力系數RcHdRc12.023.534.545.356.066.788.0108.2=129.01.3砂土的極限阻力當埋地管道的回填土為砂土時，P可由下式計算：1P1 = RdZy 其中：匕一假設K之為零時，管道橫向位移的極限阻力， Nm2 ； （ FL）R 隨埋置深度和砂土相對密度變化的系數（無量綱），見表4；y 土壤單位有效重量，N/m3。地下水位以下的y=ysat-yH2），地下水位以上的 y =yd + w（y -yd ），w 表示土的含水量。（f：l）表4砂土對管道的橫向反力系數RSHidRs松散中等密實12.73.95.723.04.56.933.85.99.64