塑料排水管道几种典型破裂缺陷的研究

【摘要】城镇排水管道在运行的过程中,常会由于各种原因造成管道破裂。这些破裂缺陷如何影响排水管道承载能力,是排水管道检测和评估中要解决的问题之一。目前国内对排水管道破裂缺陷的研究比较有限,本文主要利用塑料管道作为模型试件,针对排水管道几种典型破裂缺陷进行实验和理论分析研究。结合现行国家标准与实际工程中排水管道缺陷特征,制作一批有缺陷的塑料排水管道试件,并对试件进行环刚度、抗压强度、外压破坏荷载值的测定。根据断裂力学经典理论,对所测的实验结果进行理论分析,验证《城镇排水管道检测与评估技术规程》中对排水管道破裂等级的划分以及分析不同破裂缺陷对塑料排水管道承载能力的影响。结果表明：(1)在塑料排水管道环向方向上,一个破裂的2级叉形缺陷与四个破裂1级叉形缺陷在承载能力上可以认为是等效的,这与《城镇排水管道检测与评估技术规程》中的破裂缺陷打分标准一致；一个破裂的4级圆形缺陷与七个3级的圆形缺陷在承载能力上可以认为是等效的,这与规范中的破裂缺陷打分标准存在较大的差距。(2)对于塑料排水管道分叉型裂纹,裂纹角度在120度左右对管道的径向承载能力影响最大,管道最危险；主裂纹长度越长,应力强度因子越大,管道的径向抗压能力越差；次裂纹长度越长,应力强度因子越大,管道的径向抗压能力越差,但相比主裂纹,次裂纹对管道的径向承载能力的影响较小。(3)对于塑料排水管道平行裂纹,经过研究发现,裂纹的交错率对排水管道承载能力的影响受裂纹间距的干扰,两条裂纹间距越大,交错的越多或两条裂纹间距越小,交错的越少,试件的径向承载能力越弱,结构越危险；平行裂纹间距越大,排水塑料管道的径向承载能力越差,结构越危险；平行裂纹深度越大,排水塑料管道的径向承载能力越差,结构越危险。(4)在缺陷等级和缺陷个数都相同的情况下,缺陷位于管道侧壁比缺陷位于管道顶部对管道破坏的影响更大；在缺陷等级和缺陷个数都相同的情况下,缺陷分布越均匀对称,对管道的破坏影响越大；在缺陷尺寸相同的情况下,管道方形孔洞和圆形孔洞对塑料排水管道的危害性差别不大。
【作者】陈晓阳；
【导师】王和平；
【作者基本信息】广东工业大学，市政工程，2014，硕士
【关键词】排水管道；破裂；环刚度；承载能力；

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