原位热塑成型内衬跨越圆形孔洞承压特性研究

作     者：何春良 闫雪峰 马保松 赵伟 赵雅宏 向维刚 He Chunliang;Yan Xuefeng;Ma Baosong;Zhao Wei;Zhao Yahong;Xiang Weigang

作者机构：中山大学土木工程学院广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)珠海519082 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 安越环境科技股份有限公司厦门361001 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51979254) 浙江省自然科学基金资助项目(LGG20E080005) 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2022年第55卷第9期

页      码：988-996页

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.

主 题 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 

学科分类：08[工学] 0815[工学-矿业类] 

核心收录：

D　O　I：10.11784/tdxbz202108011

馆 藏 号：203113104...