軟土地區大口徑埋地塑料排水管道試驗研究

李英琦

(上海市政交通設計研究院有限公司 200030)

引言

隨著城市建設的發展,塑料管道以其水力性能好、耐腐蝕、重量輕和便于施工等優點在市政排水工程中的運用越來越廣泛。然而,大口徑塑料管道在上海及周邊軟土地區實際工程中仍然存在管道破壞或變形過大等諸多問題。

目前國內市政埋地塑料排水管道的主要規范為《埋地塑料排水管道工程技術規程》(CJJ143-2010),上海的地方標準為《埋地塑料排水管道工程技術規程》(DG/TJ08-308-2002),這些規范的設計理論計算公式大都參照美國、歐洲及日本20 世紀90年代的有關標準和資料,而國內軟土地區缺乏相關的試驗成果。

在上海地方標準DG/TJ08-308-2002 中明確了規程適用管材的公稱直徑范圍為DN110～DN1000。當管材的公稱直徑大于1000mm 時,可參照執行[1]。

本文利用大型砂箱試驗系統模擬管道在土體中的實際受力狀況,對管道的變形數據進行系統性的試驗研究,探討大口徑埋地塑料排水管道在軟土地區工程運用中的設計問題。

1 塑料管結構設計理論

1.1 管道結構受力原理

大口徑埋地塑料管作為一種柔性管材,在受壓破壞前可以有較大的變形,而剛性管在受外壓破壞之前管道斷面變形量很小。因此,兩者在承受外部荷載時的受力原理完全不同。

柔性管在承受上部覆土荷載時,會產生橫向變形外擴趨勢,對管道側向土體產生壓力,而管道周圍土體產生彈性抗力對管壁的變形有約束作用,外部荷載引起的應力通過力的相互作用被部分轉移到了土體中。……