原位热塑成型内衬跨越圆形孔洞承压特性研究

摘要：

随着使用年限的增加,埋地给水管道老化、腐蚀、破损等问题日益严重,一方面降低了管道的供水能力,同时也造成水质二次污染.原位热塑成型(formed-in-place pipe,FIPP)内衬修复技术以其独特的优势开始大范围应用于给水管道修复,如与原管道紧密贴合,可修复带转角、非圆形管道等.既有管道上的孔洞缺陷是影响修复后管道-内衬系统极限承载能力的主要因素之一.通过室内实验和数值模拟研究了孔洞直径对修复后的管道-内衬系统的极限承载能力的影响规律,结果表明:既有管道的孔洞缺陷是决定FIPP内衬设计的主要因素,内衬设计时应着重考虑.采用FIPP内衬修复给水管道,原管道孔径比为1时修复后的极限承压能力仍大于1.5 MPa,表明FIPP内衬用于给水管道修复的可靠性;内压作用下,孔洞位置FIPP内衬主要是由环向拉应力作用导致其轴向破裂失效,以关键位置的环向应力变化曲线作为加载路径并采用ASTM F2207的最大应力准则预测FIPP内衬的失效压力是可行的.采用ASTM F1216和CJJ/T 244的方法进行FIPP内衬壁厚设计偏于安全,更有利于保障修复后结构的长期稳定.管壁的孔洞直径与修复后结构的失效压力呈幂函数关系,当孔洞直径d≥0.5倍管道直径时,应采用较大的安全系数进行设计,研究结果可为FIPP内衬管道的修复设计和技术的大规模应用提供数据支撑.

关键词：给水管道、孔洞、原位热塑成型内衬、非开挖修复、失效压力、有限元

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分类号：TU992.2(地下建筑)

资助基金：国家自然科学基金;浙江省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2022-07-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：988-996