地下排水管道状态评价理论研究

【摘要】城市地下排水管道主要用于输送生活污水并及时排除雨水，在城市居民生活以及基础设施建设中都起到了至关重要的作用。但目前我国地下排水管道的运营管理系统并不完善，以至于由于排水系统故障引发的路面塌陷、污水管道外溢、城市内涝等灾害频频发生。为了有效预防此类灾害，需要建立集监测、评估、维护与修复于一体的地下排水管道评价系统。但目前我国对于地下排水管道缺陷的检测评价方法比较单一，评价理论较为缺乏。我国2012年出台城镇排水管道检测与评估技术规程也只列出了仅反映管道的表面状态而无法估算管道的实际强度的图像评价技术，因而其指导价值大打折扣。本研究首先分析了国内地下排水管道及其评价理论的发展现状，并对地下排水管道运行状况进行了调研分析，在此基础上对在役排水管道定义了管道恶化的概念并对影响管道恶化的因素进行了归类分析，然后把管道恶化分为了结构恶化和水力恶化两大类。针对管道结构状态的恶化过程，本文先以Marston垂直土压力理论为基础阐述了管道在常规荷载作用下的受力状态以及管土间的相互作用。当管道周围土体承受的荷载过大或者因施工造成管道周围土体流失时，都会引起管道的沉降变形，因此通过探讨管道沉降标准，分析适用于模拟管道沉降作用的弹性地基梁模型，针对刚性管道和柔性管道提出了不同的沉降计算方法。此外由于因管道接口损坏导致管道失效的比例较高，本文分别针对管道的刚性接口和柔性接口在土体运动中力学性能的改变进行了分析。最后考虑到管道周围存在长期的土体流失现象，本文对排水管道的悬空状态也进行了一定程度的探讨。对于管道的水力恶化状态，一般情况下其评估模型包括物理模型和统计模型两种，但一方面由于本研究过程中未能获取足够的分析数据，一方面受限于本专业的研究范围，本文对地下排水管道的水力恶化状况只进行了统计分析，提出并分析比较了齐次泊松过程模型、过程更新模型、非齐次泊松过程模型以及渐进多元回归等统计模型。
【作者】王珊珊；
【导师】马孝春；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【关键词】排水管道；管道恶化；力学评价；统计模型；

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