埋地球墨铸铁供水管道柔性接口在不同轴向变形下供水功能试验

目的 研究覆土情况下埋地球墨铸铁管道在不同轴向变形下的破坏情况,确定地震作用下管道接口抗拉拔强度,以该指标作为判断管道抗震性能的依据.方法 采用T型胶圈连接直径为200 mm的球墨铸铁管道.管道埋深为0.6 m,下部铺垫0.2 m厚的砂土,左侧和右侧分别铺垫0.3 m的砂土,进行6种不同位移工况下的静载拉拔试验.结果 48 mm、52 mm、58 mm 3个工况属于小位移不漏时的工况,此时水压基本稳定;65 mm工况是微漏的工况,水压略微有下降,到0.15 MPa仍能能满足供水;68 mm是小漏的工况,水压明显下降,降到0.1 MPa仍能满足供水;68 mm工况以后是全程工况,此时已经大漏,水压迅速下降直至到0,不能满足供水.结论 球墨铸铁管柔性接口管道抗震性能较好,胶圈质量对抗震性能有重要影响,增加承插式管道的承口深度有助于提高管道的抗震性能.     

地下供水管线震害分析与铸铁管接口抗拉实验研究

目的通过对埋地球墨铸铁管线柔性接口抗拉静载试验研究,分析管线接口力学性能,确定在地震作用下管线接口抗拉拔强度.方法对采用胶圈连接的柔性接口球墨铸铁管线,在不覆土的情况下,分别进行了两种管径、注水、不注水的静载拉拔试验.结果得出管线柔性接口轴向拉力与接口相应位移关系曲线,分析管线接口抗拉拔即抗震的影响因素,确定抗震性能.结论球墨铸铁管线接口抗震性能与管径有关,管径越大,其抗震性能越好.球墨铸铁管线接口抗震性能与管内水压有关,注水管线比不注水管线抗震性能要好.     

球墨铸铁供水管线在地震作用下功能性实验分析

目的 通过对埋地球墨铸铁管线柔性接口抗拉静载实验研究,分析管线抗震功能性,建立管内水压与接口位移的数学模型.方法 对采用胶圈连接的柔性接口球墨铸铁管线,在不覆土的情况下,分别进行了两种管径、注水的静载拉拔试验.结果 通过试验研究可得出柔性接口管线内水压变化值与接口相对位移关系曲线,并分别对两种管径的六组水压-位移关系曲线取平均值,进行线性拟合和二次多项式拟合,建立数学模型.结论 将线性拟合和二次多项式拟合进行误差比较分析,二次多项式拟合误差较小,线性拟合误差虽较大,但也能控制在±30%范围内,对于精度要求不是很高的实际工程中建议使用线性拟合模型.     

UPVC与球墨铸铁管线柔性接口有限元分析

目的验证利用实体单元模型对UPVC与球墨铸铁管线接口进行抗震性能分析的正确性．方法对采用橡胶圈连接（柔性接口）的球墨铸铁与UPVC管线,在有水与无水的情况下,进行模拟拉拔试验,通过模拟计算结果和试验结果对比分析,比较UPVC与球墨铸铁管线接口的抗震性能．结果管径相同时,球墨铸铁管线比UPVC管线的抗震性能好;管内有水情况下,构件接头处的管线与橡胶圈之间的摩擦力增大,因而接口反力变大,有利于提高管线接口的抗震性能．结论有限元模拟结果与试验结果基本一致,说明利用实体模型的数值模拟方法进行管线接口的抗震性能分析是正确的．     

地下UPVC供水管线柔性接口抗震试验

目的 通过UPVC地下供水管线柔性接口力学性能试验,分析覆土的UPVC地下供水管线的抗震性能.方法 在覆土的条件下,对接口采用胶圈连接的6根管径为315 mm和6根管径为200 mmUPVC供水管进行抗拉静载试验.根据力和位移的试验数据,画出相应的平均值曲线,进而分析此接口的力学性能,为地下供水管线的抗震设计提供参考依据.结果 分析两种管径力与位移曲线.得出:虽然管径不同,但基本走势近似相同,即都是在初始阶段,随着位移的增大力也增加,到达一定位移时接口开始漏水,力会突然下降,最终降至最小值.结论 管径大小、力与位移的变化关系是影响线接口抗震的主要因素.管径越大,管线接口的抗拉强度越大,抗震性能越好.     

地下UPVC供水管线柔性接口抗拉强度实验

目的通过对硬聚氯乙烯（Unplasticized Poly Vinyl Chloride，UPVC）管线柔性接口强度实验．确定UPVC供水管线柔性接口抗震性能．方法通过对地下UPVC供水管线接口力学性能分析。并对UPVC管线进行了注水和不注水、不同管径、不同水压变化的接口轴向拉拔实验、结果笔者通过控制位移的加载方式实验，确定管线接口轴向拉力和接口位移的关系曲线．结论在地震波作用下，地下UPVC供水管线管径越大，震害率越低．与不注水的UPVC供水管线相比．注水UPVC供水管线接口的抗拉强度较强．     

经垫衬法修复后铸铁管道接口力学性能试验

垫衬法是指采用柔性的高密度聚乙烯速格垫作为内衬材料并使用V型速格键与高徽浆进行贴合并填充管道接口缝隙的一种管道非开挖修复技术.垫衬法可有效提高供水管道的过流量、耐腐蚀性与防渗漏性能,避免大规模开挖与修复.为研究垫衬法修复对管道承载力和变形能力的提升效果,采用垫衬法对现有DN400球墨铸铁供水管道的承插式接口进行修复,在外部无覆土、管内注水条件下,对修复后球墨铸铁供水管道承插式接口进行拟静力拉拔与弯曲试验,分析了修复后管道接口的轴向抗拔与横向抗弯曲的力学性能与破坏模式,建立了修复后管道接口失效判定准则.对比垫衬法修复前后管道接口的力学性能表明,该方法能显著提高管道接口的抗拉、抗弯承载力.本试验研究成果为管道垫衬法修复技术的适用性与施工工艺的提升提供了必要的试验数据与理论依据.     

球墨铸铁管道新型抗震接口力学性能试验及数值模拟

有效的管线接口抗震措施是优化城市供水管网抗震性能和震后功能恢复能力的关键。为此,基于机械自锚设计和自变形补偿等思想,提出一种球墨铸铁管道新型自锚式抗震接口。开展普通承插式接口和新型抗震接口的轴向拉伸拟静力试验及抗震接口精细化三维有限元数值模拟,研究新型管道接口的抗拉承载能力、初始抗拉刚度、抗变形能力和极限破坏状态等力学特性。结果表明:0.2 MPa以内的水压变幅对普通承插式接口的轴向力学性能和破坏方式的影响不大,接口初始漏水至功能失效状态的过渡变形约为2.5 mm;新型自锚式抗震接口具备良好的承载能力和抵抗大变形能力,其抗拉力学性能曲线分为3个阶段,即胶圈受力阶段、卡环受力阶段和卡环失效破坏,其中,在卡环变形量为9 mm左右时,达到峰值承载力330 kN左右。     

埋地UPVC供水管线静力试验

目的分析埋地UPVC地下供水管线柔性接口的抗震性能,建立力与接1：7位移的数学模型．方法在覆土的条件下,对接口采用胶圈连接的6根管径为315mm和6根管径为200mmUPVC供水管,进行抗拉静载试验．结果6组覆土管径315mm和6组覆土管径200mm试件的P—S曲线的上下浮动不是很大,所以可以用平均值法取值．分别对两种管径的P—S关系曲线取平均值,进行二次曲线拟合和三次曲线拟合,建立了数学模型．结论二次多项式拟合误差较大,三次拟合误差较小,基本控制在±10％范围内,对于有精度要求实际工程中,建议使用三次多项式拟合模型．     

球墨铸铁管道接口弯曲性能试验

为了研究球墨铸铁供水管道承插式接口在拉弯耦合作用下的力学性能及破坏模式,开展了系列管道接口的极限抗弯承载力试验。在外部无覆土、管内水压为0.2 MPa条件下,考虑接口不同拉弯耦合形式、单调和往复加载形式,并分别对DN150和DN200型管道承插式接口进行了四点弯曲加载,研究接口的力学性能变化过程及破坏形态。试验结果表明：根据承插式接口不同的初始张开量,管道接口的“弯矩-转角”曲线大致分为3个阶段(线性增长阶段、塑性发展阶段和承载力极限破坏阶段),当安装深度与承口深度比在0.67左右时,DN150和DN200型管道接口的弯曲转角变形能力最大,分别为15.9°和12.8°,对应抗弯承载力分别为7.8 kN·m和9.2 kN·m;往复加载下,安装较深的管道接口具有较高有效抗弯刚度,但在二次加载时刚度退化显著;承载力极限破坏时管道插口发生屈曲变形,管底最大残余应变为5.7×10^-4,接口椭圆度达4.2%。相关结论可为埋地球墨铸铁管线的震害、抗震验算、设计与措施等研究提供参考。