埋於土壤里的地下管道的內力分析包括靜力分析和動力分析。
靜力分析時,考慮到作用於管殼上的荷載(如土壓力、水壓力及溫變應力等)與殼面變形的關係,一般將管道內力計算分解為橫向靜力分析和縱向靜力分析,然後按線性理論進行內力疊加,再求管面總應力。橫向靜力分析時,考慮管道的橫截面(即與管道縱軸相垂直的截面)在變形前後保持平面,故按平面應變問題處理。計算時取垂直於管道縱軸線上的單位寬度管片(連同管道周圍的土體)進行分析,目的是導出環向的靜力計算通式M、Q、N及位移通式u、v,以及若干工程實用的特解,然後根據不同的荷載組合,求出管截面各應力控制點的環向總應力。內力分析的最終目的是根據所求出的環向和縱向總的分應力,套用材料力學的第四強度理論,進行殼面總應力(也稱折算應力)的計算,並使管壁材料的邊纖維應力不大於管材的容許應力。
傳統的地下管道的靜力分析法,除彈性理論分析法外,還有結構力學計算方法。對於地下剛性管的內力分析,可採用簡便的結構力學法。結構力學計算方法一般是先假定荷載分布形狀與數值大小,取單寬管片,按三次超靜定閉合圓環進行內力分析。對於地下柔性管,採用彈性理論分析法,由於視管道和土體為彈性體,能反應他們之間的變形約束關係,相對來說,解答能反應一定的實際情況。然而,這種方法沒有考慮土體的非線性特性,也沒有考慮土體和管道的接觸情況,另外,數學運算也比較複雜。
