地下塑料管道变形稳定计算
高密度聚乙烯双壁波纹管管道设计施工规范
高密度聚乙烯双壁波纹管管道设计、施工技术规程1 总则1.0.1高密度聚乙烯双壁波纹管（CPP）（以下简称双壁波纹管）是一种新型的排水管材。
为了在室外埋地排水管道工程设计、施工及验收中，做到技术先进、经济合理、确保工程质量，特制定本规程。
1.0.2本规程适用于新建、扩建、和改建的室外埋地排水高密度聚乙烯双壁波纹管（CPP）工程的设计、施工及验收。
1.0.3本规程适用于室外埋地敷设的管径DN800mm以下的高密度聚乙烯双壁波纹管（CPP）。
1.0.4应用于本规程，排入管道的水温应不大于40oC；排放管道的水质，应符合《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18-86）的规定。
1.0.5本规程可用于埋设在一般地质条件下或酸、碱性等腐蚀性土壤中。
1.0.6施工人员应按设计文件和施工图施工。
遇本规程未涉及的问题或有特殊要求时，变更设计应经设计单位同意。
1.0.7管道工程用的管材、管件、密封圈、等必须符合现行的国家和行业产品标准。
1.0.8除执行本规程外，尚应符合国家现行的标准和行业标准及本地区的有关规定。
1.0.9执行本规程时，必须遵守国家和地方的有关安全、劳动保护、防火、环保等方面的有关规定。
2 引用标准GBJ 14-87（1997年版）室外排水设计规范GBJ 69-84给水排水工程结构设计规范GB 50268-97给水排水管道工程施工及验收规范CJJ 3-90市政排水管渠工程质量检验评定标准3 术语3.0.1双壁波纹管corrugated pipe管壁截面为双层结构，内壁的表面光滑，外壁为等距排列的环形中空波纹结构的管材。
3.0.2公称内径（de）norminal inside diameter为便于应用，对热塑性塑料管系统管材以内径标定。
注：本规程中公称内径与管材实际内径等同（个别规格以外径定径，公称直径为外径）。
3.0.3最小内压强度minimum internal pressure strength指无压重力流排水管道，在50年长期输水条件下，对使用的管道进行内压检验，耐内压强度最低界限的规定。
埋地塑料圆形管道环刚度计算
Ｃａ ｃ ｌｔｏ ｆｒｎ － ｅ ｄｎ ｔｆｎ ｓ ｆｂ ｒｅ ｏ ｎｄ ｐ ａ ｔｃ ｐ ｐ ｌｎ ｌｕ ａ ｉｎ ｏ ｉ ｇ ｂ ｎ ｉｇ ｓｉ ｅ ｓｏ ｕ ｉｄ ｒ ｕ ｌｓｉ ｉ ｅｉ ｅ
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第４ ０卷第 ４期
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２ １ ７月 ０２年
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕｎｌ ｆ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ（ ａ ｒ ｃ ｎｅ） ｏｒａ ｏ ｈｉ ｎ ｅｓｙＮ ｔ ａ Ｓｉ ｃｓ Ｈ ｖ ｉ ｕｌ ｅ
Ｖｏ ．０ Ｎｏ ４ １４ ．
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Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｇｂ ｎ ｉ ｇ ｓｉ ｎ ｓ ； ｐｐ ｌ ｅ ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｃ ｅ ｉｉｎ ； ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｈ ｓ ｒ ｓ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｄ ｆ ｒ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ － ｄ ｎ ｔ ｆ ｅ ｓ ｉｅｉ ｅ ｍａｉ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｅｏｍａｉ ｙ ｔ ｅ ｉ ｃ ｉ ｉ ； ｅｏ ｍａｉ ｎ ｅ ｆ ｎ ｏ ｏ ｏ ｅ ｓ ｅ ｎ ｏ
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国标图集10S507《建筑小区埋地塑料给水管道施工》编制情况介绍(全文)
国标图集10S507《建筑小区埋地塑料给水管道施工》编制情况介绍1 编制概况及主要依据1.1 编制概况给水塑料管具有重量轻、水力条件好、耐腐蚀、符合饮水卫生要求的优点，并具有较高的强度与韧性、使用寿命长、接口密封性能好、不渗漏、安装使用方便及较好的抗震性能等特点，国内外已广泛使用，是GJ住房和城乡建设部重点推广新型管材。
但是国内一直缺少室外埋地该类管材的标准图集，因此，根据建筑部下达的任务，受ZG建筑标准设计研究院的托付，我公司承担了《建筑小区埋地塑料给水管道施工》的编制工作。
本图集正式公布实施的时间为20XX年9月1日，填补了国内室外给水塑料管道施工GJ标准图集的空白。
笔者有幸作为本图集的编制负责人，现将10S507《建筑小区埋地塑料给水管道施工》的编制情况做简要介绍，以供工程技术人员在进行类似项目时参考。
1.2 编制主要依据《建筑给水排水设计规范》GB 50015-20XX（20XX年版）《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332-20XX《室外给水排水和热力工程抗震设计规范》GB 50032-20XX《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-20XX《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ 101-20XX《建筑给水氯化聚氯乙烯（PVC-C）管管道技术规程》CECS 136:20XX《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》CECS17:2000 《给水钢丝XX聚乙烯复合管道工程技术规程》CECS181:20XX2 图集主要内容及特点编制组调查分析了国内各类埋地塑料给水管道的技术性能、优缺点、生产施工使用经验等，最终选择适合建筑小区、节能、安全卫生、经得起生产实践考验的硬聚氯乙烯（PVC-U）给水管、抗冲改性聚氯乙烯（PVC-M）、氯化聚氯乙烯给水管（PVC-C）、聚乙烯给水管（PE）、钢丝XX骨架聚乙烯复合管5种管编入本图集。
本图集从各种管材的性能特点、结构计算、管道接口、管道布置、施工要求和试压验收等，确定各种管材的适用范围，各种管材的规格和性能、管道连接方式、附属构筑物、管件尺寸等图，均有详细的及说明相关大样，图集图文并茂，表达清楚，具有较高的技术含量，是室外给水系统设计和施工的重要依据。
管道环刚度选择依据
管道环刚度选择依据一、引言管道环刚度是指管道在受到外部力作用时，其变形程度和恢复程度的能力。
选择合适的管道环刚度对于管道的安全运行和稳定性至关重要。
本文将从以下几个方面介绍如何选择管道环刚度。
二、管道环刚度的重要性管道环刚度是管道系统的重要参数之一，它直接影响到管道的变形能力和承载能力。
合适的管道环刚度能够使管道在受到外部力作用时保持稳定，避免产生过大的变形和应力，提高管道的使用寿命和安全性。
三、管道环刚度的选择依据1. 管道长度和直径：管道长度和直径决定了管道的刚度需求。
一般来说，长管道和大直径的管道需要选择较高的环刚度，以保证管道的稳定性和承载能力。
2. 介质流速和压力：介质流速和压力也是选择管道环刚度的重要依据。
高流速和高压力的介质对管道的振动和冲击力较大，需要选择较高的环刚度来保证管道的稳定性和安全性。
3. 管道材料和连接方式：不同材料和连接方式的管道对环刚度的要求也有所不同。
例如，塑料管道的环刚度要求较低，而金属管道的环刚度要求较高。
4. 环境条件：管道所处的环境条件也会对管道环刚度的选择产生影响。
例如，地震区域的管道需要选择较高的环刚度，以应对地震所带来的振动和冲击力。
四、管道环刚度的计算方法选择合适的管道环刚度需要进行一定的计算。
一般来说，可以根据管道系统的设计参数和所处环境条件来确定管道的环刚度需求。
具体的计算方法可以通过管道设计手册或专业软件来进行。
五、管道环刚度的改善方法如果已经确定了管道的环刚度需求，并发现当前的管道环刚度不足，可以采取以下几种方法来改善管道的环刚度：1. 更换管道材料：选择更高强度和刚度的管道材料可以提高管道的环刚度。
2. 增加支撑点：增加管道的支撑点可以有效地提高管道的环刚度。
3. 增加管道壁厚：增加管道的壁厚可以提高管道的刚度和承载能力。
4. 增加管道的固定方式：采用更牢固的固定方式，如焊接或螺栓连接，可以提高管道的环刚度。
六、管道环刚度的实际案例为了更好地说明管道环刚度的选择依据，下面给出一个实际案例：某石油化工企业需要建设一条长距离输油管道，管道直径为800毫米，流速为2.5米/秒，压力为10兆帕。
塑料管道膨胀量计算
输入条件：常用材料管道材质2,PPH(β)1,PPH(α)施工温度o C（GF规定安装温度52,PPH(β) 5~25o C）管道最高运行温度o C853,PVC-U 管道外径mm634,PVC-C 管道长度m85,ABS 输出计算一：6,PB管道温差（△T）o C807,PP管道固定点（中点）到拐角处长度48,PE (L)m膨胀系数mm/m o C0.19,PVDF 管径系数C30管道变形量（△L或△L1或△L2）mm32支点距离（α）mm1346.996659输出计算二：（按最小支撑）管道通径mm50管道支撑选用温度95摄氏度管道最小支撑距离m 1.6管道变形量（△L或△L1或△L2）mm45.14991182管道固定点（中点）到拐角处长度5.643738977(L)m管道最长的长度m11.28747795膨胀系数mm/m o C管径系数C0.1330公称直径mm管道外径法兰公称压力0.1302532PN10 0.0833.53240PN10 0.07354050PN10 0.132.75063PN10 0.13106575PN10 0.15308090PN10 0.226100110PN10 0.1821.7100125PN10125140PN10150160PN10150180PN10200200PN10200225PN10250250PN10300315PN10350355PN10400400PN10450450PN3.2500500PN3.2550560PN3.2600600PN3.2700700PN3.2800800PN3.2PP,PE,PVDF管道最小支撑距离备注40摄氏度60摄氏度80摄氏度95摄氏度1.8 1.6 1.5 1.31.9 1.7 1.6 1.41.9 1.7 1.6 1.42.4 2.12 1.62.4 2.12 1.62.8 2.5 2.3 1.93.2 2.8 2.7 2.43.2 2.8 2.7 2.43.2 2.8 2.7 2.43.2 2.8 2.7 2.43.2 2.8 2.7 2.44 3.5 3.3 2.94 3.5 3.3 2.94 3.5 3.3 2.94 3.5 3.3 2.94.4 3.8 3.5 3.24.4 3.8 3.5 3.2可与DN450 PN10法兰配套 4.4 3.8 3.5 3.2可与DN500 PN10法兰配套 4.4 3.8 3.5 3.2可与DN600 PN10法兰配套 4.4 3.8 3.5 3.24.4 3.8 3.5 3.24.4 3.8 3.5 3.24.4 3.8 3.5 3.2。
埋地塑料管结构稳定计算公式
1.埋地管道变形计算不同管顶覆土厚度下延米管道管顶的竖向土压力标准值Fsv，kFsv，k=15.12KN/m管顶至设计地面的覆土厚度Hs2m管道公称直径D4000.4m管道外径De4200.42m回填土的重力密度18KN/m车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值qvk= 4.70073721KN/m2管道变形系数Kd=0.1按照管道基础中心角大于90度时，取0.1计算地面荷载（车辆荷载或者堆积荷载）对管道的作用其准永久值系数，ψq=0.5管道的环刚度Sp=8变形滞后效应系数Dl= 1.5管侧土的综合变形模量Ed= 5.75539568塑料管道在组合荷载作用下的最大竖向变形Wd，max=0.03754519<0.02管侧回填土在要求的压实密度时相应的变形模量Ee=8基槽两侧原状土的变形模量En=3管中心处沟槽宽度Br= 1.22Br/De= 2.9047619则：α1=0.75α2=0.24ζ=0.719424462.埋地管道环向稳定性计算管壁失稳的临界压力标准值Fcr，k=41.8810858KN/m2备注管材泊松比PE0.4PVC-U:0.37PP、PE:0.4管顶在各项作用下的竖向压力标准值Fvk=40.7007372KN/m2环向稳定Fcr，k/Fvk1.02900067≧0.1管道的环向稳定性抗力系数Ks=0.13.埋地管道抗浮计算各项抗浮永久作用标准值之和Fgk=≧0管道的抗浮稳定性抗力系数Kf=浮托力标准值Ffw，k=。
CECS122：2001埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程
埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程CECS 122：2001中国工程建设标准化协会1 总则1．O．1为在埋地排水管道工程的设计、施工及验收中，合理地应用硬聚氯乙烯(PVC—U)管材，做到技术先进、安全适用、经济合理、便于施工、确保工程质量、提高经济效益，制定本规程。
1．0．2本规程适用于新建、扩建和改建的无内压作用的埋地排水管道工程的设计、施工及验收。
1．0．3本规程适用于埋地敷设的硬聚氯乙烯管，包括双壁波纹管、环形肋管、螺旋肋管等异型壁管和平壁管，管材的公称直径范围为DNll0～DN630。
注：管材结构型式见附录A。
采用时除符合本规程的规定外，尚应符合生产厂提供的对异型壁管的有关参数。
1．0．4本规程适用于排入管道的水温不大于40℃。
排入管道的水质应符合现行行业标准《污水排入城市下水道水质标准》CJ18的规定。
1.0．5本规程适用于埋设在一般地质条件下或酸、碱性等腐蚀性土壤中。
在湿陷性黄土、膨胀土、永冻土地区，尚应符合国家现行有关标准的规定。
1.0.6管道工程必须按设计文件和施工图施工。
遇本规程未涉及的问题或特殊情况时，变更设计应经设计单位同意。
1.0．7管道工程用的管材、管件、密封圈、胶粘剂等必须符合国家现行的有关标准，并具有产品出厂合格证等有效证明文件。
1.0.8执行本规程时，尚应符合国家现行的有关标准及本地区有关标准的规定。
3材料3．1管材3.1.1设计所选用的管材，应符合国家现行有关标准。
双壁波纹管应符合现行行业标准《硬聚氯乙烯(PVC—U)双壁波纹管材》QB／T1916的规定。
平壁管应符合现行国家标准《埋地排污、废水用硬聚氯乙烯(PVC—U)管材》GB／T 10002．3的规定。
3．1．2管材的物理性能应符合下列要求：密度：≤1．5g／cm3；弹性模量：≤3000MPa；维卡软化温度：≥79℃。
3.1.3管材的环向弯曲刚度，应根据管道承受外压荷载的条件选用。
管道位于车行道下，管材的环向弯曲刚度不宜小于8kN／㎡。
管材环刚度选择计算
埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。
即：%1001max ,⨯=D W d ε （1）ε< 5% （2）式中 W d,max ——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m ）。
管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量W d,max 可按下式计算：dp vk q k sv d Ld E S D q F K D W 061.08)(1,max ,++=φ （3）式中 K d ——管道变形系数，根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用；D L ——变形滞后效应系数，取值1.4F SV ，k ——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m ）；φq ，——可变荷载准永久值系数，取0.5；vk q ——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值；S p ——管材环刚度（kN/m 2）；E d ——管侧土的综合变形模量（kN/m 2）。
一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值F SV ，k ，可按下式计算：1D H r F s s K SV ⋅⋅=，=18* H s * D 1式中 r s ——回填土的重力密度，可取18KN/m 3； H s ——管顶至设计地面的覆土高度（m ）；D 1——管道的外径（m ）。
根据上式可计算不同覆土高度情况下的作用在管道上竖向土压力标准值(见下表):表1：作用在管道上竖向土压力标准值二、作用在管道上的可变作用取地面车辆荷载与地面堆积载荷的大值，地面车辆荷载标准值按城-B级考虑（参照04S520，埋地塑料排水管道施工标准图集），作用在管道上的可变作用标准值见表2：表2：作用在管道上的可变作用标准值三、计算管侧土的综合变形模量E d管侧土的综合变形模量E d ，可按下列公式计算：e d E E ⋅=ζneE E211ααζ+=式中 E e ——管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量（MPa ）；E n ——沟槽两侧原状土的变形模量（MPa ）；ζ——综合修正系数；α1、α2——与B r （管中心处沟槽宽度）和D 1（管外径）的比值有关的计算参数，可按附录表2确定。
地下通信管道通塑料管 第2部分：实壁管检测方案
地下通信管道通塑料管第2部分：实壁管检测方案1 适用范围本方案适用于地下通信管道系统中使用的实壁管。
2 编制依据《地下通信管道用塑料管第1部分：实壁管》YD/T 841.1-2016 《地下通信管道用塑料管第2部分：实壁管》YD/T 841.2-2016 《塑料管道系统塑料部件尺寸的测定》GB/T 8806-2008《硬聚氯乙烯（PVC-U）管材坠落试验方法》GB/T 8801-20073 技术指标依据《地下通信管道用塑料管第2部分：实壁管》YD/T 841.2-20164 检测人员检测人员均为持证上岗人员。
5 试验仪器微机控制环刚度试验机、恒温水浴、塑性管材耐压爆破试验机、通信管内壁静摩擦系数测试仪。
6 状态调节试样试验前在（23±2）℃环境下放置不应少于24h ，并在此条件下进行试验。
7 试验方法7.1 复原率7.1.1 试样的形状3根长度为（200±5）mm 的管段试样，试样两端应垂直切平。
7.1.2试验步骤（1）试验应在（23±2）℃下进行。
（2）试样放置在试验台上时应使试样重心调整到最低，压板的长度和宽度分别不得小于试样的长度和宽度。
（3）试验速度为(10土2)mm/min 。
垂直方向施加压力至外径变形量为初始外径的30%时，立即卸荷。
在标准状态下恢复10min,测量此时试样的终了外径。
复原率δ按公式计算。
取三个试样试验结果的算术平均值为测试结果。
%100)/01⨯=H H （δ其中：H0----试验前试样的初始外径，单位为米（m ）；H1----试验后试样的终了外径，单位为米（m ）。
7.2 坠落试验7.2.1试件的形状试样为注射成型的完戴管件,如管件带有弹性密封舞,试验前应去掉。
如管件由一种以上注射成型部件组成,这些部件应彼此分开试验。
试样数量应按产品标准的规定,同-规格同批产品至少取5个试样。
试样应无机械损伤。
7.2.2试验条件（1）坠落高度公称直径小于或等于25mm的管件，从距地面(2.00土0.05)m处坠落。
关于埋地塑料管的受力情况研究分析
ＡＢ 管 、 聚 丁 烯 （ Ｂ 管 等 。 按 照 管 道 输 送 介 Ｓ Ｐ） 质 的物理 特 性 分 类 ，埋 地 铺 设 塑料 管有 两 类 ，一 类是 内部 有 压 力 的 ，习惯称 为 ‘ 力 管道 ’ ，如 压 输 送 自来 水 或燃 气 的 管 道 ；一 类 是 内部 是 没 有 压 力 （ 很低 压 力 ）的 ，称 为 ‘ 或 无压 管道 ’ ，如 建 筑 或 市政 排水 管道 等 。压 力 管 道 的承 受 的 负 载 有
Ｓ ａ ｇｅ Ｒ ｐ ｎ ｌｒ 公式 （ 或称 Ｓ ａ ｇｅ 的Ｉｗａ公式 ）作 ｐ ｎ ｌｒ ｏ
为计 算埋 地柔性 管外 压 负载 下变形量 的基础 公式
科 技 ・ 题 专
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关于埋 地塑料 管 的受 力情 况研 究分析
肖 日君
（ 瀚科 技有 限公 司 ， 华 深Ｎ５ ８ １ ） １ １ ８
Ｅ ｍａｌ ｒ Ｕ ｘａ ＠ １ ３￣ ｍ — ｉ： ｉ ｎ ｉｏ ６ ．ｏ ｊ
【 摘要 】本 文介 绍 了埋 地 塑 料管 道 的施 工 运用 及 塑料 管 道 在土 壤 下的 受 力分 析 重 点介 绍 了 埋地 排 水 管 道与 土 壤共 同作 用下 的指 标 确 定 、影 响埋 地 管 道 的重 要参 数 ， 研 究 分析 管 道 的埋 填要 求 ， 括 埋 并 包
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ Ｐｌ ｓｉ ｐｅ Ｄｅ ｏｒ ａ ｉ Ｉ ｄ： ａ ｔｃｐｉ ｆ ｍ ｔｏｎ ｍｐａ ｔｐａ ａ ｔ ｒ Ｌａ ｄｆｌ ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｃ ｒ ｍｅ ｅ ｎ ｉｌ ｔ ｒａ
塑料埋地排水管的关键性能--环刚度
塑料埋地排水管的关键性能--环刚度北京塑料工业协会 张玉川 2004/51埋地铺设塑料管的负载和承受负载的管土共同作用埋地铺设塑料管有两类，一类是内部有压力的，习惯称为‘压力管道’，如输送水或燃气的管道；一类是内部是没有压力（或很低压力）的，称为‘无压管道Non-pressure Pipe ’。
压力管道的承受的负载有内部压力和外部的压力。
通常内部压力产生的应力是造成管材破坏的主要因素，破坏的形式是管壁内的拉应力造成的变形过大和破裂（塑料管通常是由蠕变造成）。
设计时一般先按承受内压负载进行设计计算，选择材料和结构数据（如壁厚），然后再考虑外压负载进行设计验算，必要时修改结构数据。
无压管道承受外压负载（通常内压负载忽略不计）。
破坏的形式是外压负载造成管材变形过大或压屈失稳（Buckling ）。
设计时按照外压负载进行设计计算，选择材料和结构数据。
本文讨论的塑料埋地排水管是指无压管道。
外压负载比较复杂，主要包括土壤重量和地面产生的静负载，以及运输车辆经过时产生的动负载。
塑料埋地排水管承受负载的机理也比较复杂，因为塑料管属于柔性管（Flexible Pipe ），在外压负载下管材和周围的土壤（回填材料）产生‘管土共同作用’。
换句话说，是管材和周围土壤（回填材料）共同来承受外压负载。
目前世界各国在埋地管道的设计计算方面还没有完全一致的方法，但是绝大多数国家都以美国SpanglerR 公式（或称Spangler 的 lowa 公式）作为计算埋地柔性管外压负载下变形量的基础公式（根据变形量再计算出管材内的应力）。
Spangler 公式如下：33'061.0r E EI r KW D X c L +=∆Spangler 模型土壤压力分布我国的国家标准和国家级的设计规程也是以此公式为基础的。
以下是我国CECS 164标准‘埋地聚乙烯排水管道工程技术规程’中计算塑料埋地排水管在外压负载下，竖向管道变形量的公式；()dop p vk q k sv d ld E r I E D q F K D w 061.0/31,max ,+⋅⋅+⋅=ψ其物理含义是 ()do p p vk q k sv d lE r I E D qF K D 土壤参数管材参数管径车辆压力系数土压力系数系数变形量061.0/31,+⋅⋅+⋅=ψ物理含义可简化为 土壤参数管材参数车辆压力土压力系数变形量++=从此公式中可以清楚地看出决定埋地柔性管外压负载下变形量的一方面是负载的大小（公式中分子部分），另一方面是管材结构性能和周围土壤结构性能两者之和（公式中分母部分的两项）。
简述塑料排水管环刚度的合理选择
简述塑料排水管环刚度的合理选择作者：许刚都春苗来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第12期摘要：目前塑料管道在排水工程中的使用越来越广泛，而且越来越多的大管径塑料管被采用，环刚度作为塑料排水管道性能的一项重要指标，通常是管道选择时重点考虑的因素。
文章结合某国道市政化改造项目实例，对环刚度对管道变形的影响进行了计算分析，并通过对管侧回填方案的经济比较，选取了最为经济合理的环刚度值。
关键词：环刚度 ;管道变形计算1 概述近几年来，在我国宏观经济快速发展的带动下，塑料管道在化工建材大发展的背景下经历着高速发展。
塑料管道自重轻、耐腐蚀、施工方便等诸多特点已逐渐被人认识到。
同时，随着制造工艺的不断进步，大管径塑料管材也渐渐地在工程中得到应用并表现出良好的性能。
但是由于塑料管道使用不当或管道本身质量问题引起的工程事故也屡见不鲜，因此本文结合工程实例就塑料管道的一项重要性能指标——环刚度的选择做简要计算分析。
2 环刚度概念管道的破坏通常是因管侧压力（内压力或者外压力）的作用使管道变形，导致裂缝的产生。
室外排水管道通常是重力流无压管，其主要承受外压负载，破坏形式是外压负载造成管材变形过大或压屈失稳。
目前，国际上广泛采用环刚度这个数值指标来表示塑料管道的抗外压负载能力，环刚度越大，管道抵抗环向变形的能力越大，反之越小。
3 计算应用结合某国道改造项目计算管道变形并确定管道环刚度的取值。
该项目改造是将原二级公路改造为一级公路兼市政功能，由于机动车道部分为一级公路标准，故将雨污水埋置于辅道位置。
本项目雨污水管道当管径小于800mm时，排水管管材采用聚乙烯钢塑复合缠绕管，最大覆土厚度不超过5m，计算覆土厚度按5m考虑。
3.1 管侧土的综合变形模量管侧土的综合变形模量根据管侧回填土的土质、压实密度和基槽两侧原状土的土质综合评定。
通常根据压缩模量计算得到，在无试验数据时也可根据经验值选取。
Ed=ζEe，ζ=1/（α1+α2（Ee/En））Ee：管侧土在要求的压实密度时相应的变形模量（MPa）;En：基槽两侧原状土的变形模量（MPa）;ζ：与管道外径De和管道中心处沟槽宽度Br有关的参数，按下表取值。
埋地用聚乙烯（PE）管道蠕变比率的探究
埋地用聚乙烯（ PE）管道蠕变比率的探究【摘要】采用GB/T18042热塑性塑料管材蠕变比率的试验方法，对埋地用聚乙烯（PE）管道（本文针对双壁波纹管，缠绕结构壁A型管）进行蠕变比率的探究及分析。
【关键词】蠕变比率；探究0.引言我国的城镇化发展已成为促进国民经济持续快速健康发展的主要动力，伴随着城镇化发展，我国对城市道路的建设不断投入资金。
在南方，由于常有雨季，城市内涝的整改也是势在必行。
目前，我国排水排污管道逐渐采用埋地用塑料管道系统代替传统的混凝土管道系统。
虽然埋地用塑料管道起步较晚，但塑料管道耐腐蚀，耐磨损，易施工，使用寿命长，这些优点使其得到了迅速发展。
在使用过程中，管道外围与土地接触面要承受外压荷载，随着时间的推移，管道会逐渐产生一定的形变，这种现象就是蠕变。
当管道系统承压到了极限或蠕变形变过大，会导致管道系统破坏，如塑料结构管的反向弯曲，管道连接处的渗漏甚至系统的结构坍塌等经济损失。
因此，蠕变比率成为了埋地用塑料管道的一个重要参数。
但蠕变比率测试的周期较长，对于仪器设备周转有一定影响，本文在数据处理上给了一些想法，不正之处敬请批评指正。
1.埋地用塑料管道蠕变比率的表征蠕变，指聚合物材料在一定温度下承受恒定外力，材料的变形随时间的增加而逐渐增大的一种现象，主要的外力形式有：压缩、拉伸等。
蠕变最为直接地表现了高聚物静态粘弹性能，也是材料寿命主要失效形式之一。
蠕变大致可划分为三个阶段。
第一阶段为减速蠕变阶段,是指出现弹性形变以后的形变阶段,这个阶段的蠕变速率随时间的增长而不断下降；第二阶段为稳态蠕变阶段,蠕变速率基本保持不变，同时这一阶段的蠕变速率最小；第三阶段为加速蠕变阶段，蠕变速率随时间增长又开始大幅度地增加，最后导致材料断裂造成最终的破坏。
塑料管道埋地后，在“土和管”的共同作用后，由几何断面正圆逐渐转变为椭圆（见图1），即为蠕变。
图1 管材蠕变这种受力的过程很复杂，为了便于得出管道的蠕变比率，我们通常将其垂直载荷作为恒定静态。
管道变形率计算
7.2.4 回填土的压实度详见下表。
管顶0.4m以上若修建道路则按道路规范要求执行。
8 变形控制和检测
8.0.1 埋地塑料管材应通过管区回填材料的选择、填筑和压实等控制手段，使管-土共同作用得以充分发挥，以减少埋地塑料管道的变形量。
8.0.2 要充分利用管道胸腔部分回填压实过程中出现的管道竖向反向变形，来抵消一部分由于管道上部静荷载和活荷载作用引起的管道竖向变形，使管道周围回填土具有较大的密实度和对管道的支承反力。
8.0.3 管道安装覆土到设计标高后即应对管道变形进行检测。
8.0.4 管道变形可采用以下方法检测：
1. 人不能进入管内的塑料管可采用圆度板管内拖拉法进行检测；
2. 人能进入管内的塑料管可直接进入管内检测其实际变形值。
8.0.5 埋地塑料管道在外荷载作用下，管径竖向直径变形率应小于管材的允许直径变形率。
管材的允许直径变形率不得大于5%.
管材的直径变形率及允许直径变形率按下式计算：
ε﹦ΔD/D0×100% [ε]﹦ε0/K式中：ε——ΔD ——管道在组合荷载作用下管径的竖向直径变形量（mm）
D0 ——管材的计算直径（管壁截面中心轴的直径）（mm）
[ε] ——允许直径变形率ε0 ——管材的弹性直径变形率（%），由压扁试验决定K ——安全系数，一般可取1.5。
管道稳定性计算
管道稳定性计算报告
1.管道变形计算
不同管顶覆土厚度下延米管道管顶的竖向土压力标准值Fsv，k
Fsv，k=15.12KN/m
管顶至设计地面的覆土厚度Hs 2m
管道公称直径D 400 0.4m
管道外径De 420 0.42m
回填土的重力密度 18KN/m
车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值
qvk=4.70073721KN/m2
管道变形系数 Kd= 0.1
按照管道基础中心角大于90度时，取0.1计算地面荷载（车辆荷载或者堆积荷载）对管道的作用其准永久值系数，
ψq= 0.5
管道的环刚度 Sp= 8
变形滞后效应系数 Dl= 1.5
管侧土的综合变形模量 Ed= 5.75539568
塑料管道在组合荷载作用下的最大竖向变形
Wd，max= 0.03754519<0.02
管侧回填土在要求的压实密度时相应的变形模量
Ee= 8
基槽两侧原状土的变形模量
En= 3
管中心处沟槽宽度
Br= 1.22
Br/De= 2.9047619
则：α1= 0.75
α2= 0.24
ζ= 0.71942446
2.管道环向稳定性计算
管壁失稳的临界压力标准值
Fcr，k= 41.8810858KN/m2
备注:管材泊松比 PE 0.4 PVC-U:0.37 PP、PE:0.4
管顶在各项作用下的竖向压力标准值
Fvk=40.7007372KN/m2
环向稳定Fcr，k/Fvk 1.02900067 ≧ 0.1
管道的环向稳定性抗力系数 Ks = 0.1。
6HDPE管选材计算__管侧土的综合变形模量计算
HDPE管选材计算
HDPE管选材计算
一、工程概况
本工程W1～W5、W5～W20管段采用大开挖施工，管道埋深为3.2m～5.6m。
采用管径为DN400HDPE双壁波纹管。
该段管道主要位于粘性土层上（粉质粘土为可塑状，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，地基承载力特征值的经验值（fak）=150kpa）。
管道两侧及管顶采用中粗砂回填，要求压实度达到95％。
二、基本参数
B t=1B t--管中心处沟槽宽度(m)
D e=0.45D e--管材外径(m)
E e=7E e--管侧土在要求压实度时的相应的变形模量(MPa)
E n= 5.292E n--管侧原状土的变形模量(MPa).
三、管侧土的综合变形模量计算
E d=ζ E e E d--管侧土的综合变形模量计算(MPa).
＝ 6.028
ζ=1/(α1+α2E e/E n)ζ--管侧土综合修正系数
=0.861
α2＝1-α1=0.500α1α2--系数
α1＝(B t/D e-1)/{1.44[1.154+0.444(B t/D e-1)]}
=0.500
四、结论
按国标《埋地塑料 排水管道施工》图集04S520，管顶最大覆土厚度H s(m)允许范围
本工程管道埋深为3.2m～5.6m，可见所选DN400管(环刚度 8 (kN/m2))满足设计要求。
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Fsv，k=75.6
KN/m 管顶至设计地面的覆土厚度Hs=10
m 管道公称直径D =400
0.4m 管道外径De=420
0.42m 计算直径D0=0.41
m 回填土的重力密度 ρ=18
KN/m3车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值qvk=
50KN/m2查06MS201-2-10表4管道变形系数 Kd=0.1按照管道基础中心角大于90度时，取0
准永久值系数， ψq= 0.5
管道的环刚度 Sp= 12
变形滞后效应系数 Dl= 1.5
管侧土的综合变形模量 Ed= 7.5
管侧回填土相应的变形模量 Ee= 5查06MS201-2-10表7
基槽两侧原状土的变形模量 En=5地勘或查06MS201-2-10表7
管中心处沟槽宽度 Br= 1.5
Br/De= 3.571428571
ζ= 1.5查06MS201-2-10表5
塑料管道最大竖向变形 Wd，max=0.023265583＞0.0205
管壁失稳的临界压力标准值 Fcr，k=
1851.6402KN/m2管材泊松比 νp=
0.4PVC-U:0.37 PE:0.4 PP；0.4管顶在各项作用下的竖向压力标准值 Fvk=
230KN/m2环向稳定 Fcr，k/Fvk=
8.050609563满足管道的环向稳定性抗力系数Ks=
2不变3.埋地管道抗浮计算
一般都能满足情况，特各项抗浮永久作用标准值之和Fgk=
KN/m2根据实际情况确定，见
浮托力标准值Ffw，k=
KN/m2管道的抗浮稳定性抗力系数Kf= 1.12.埋地管道环向稳定性计算
参数见图集06MS201-2-7相应说明及表格
1.埋地管道变形计算
不同管顶覆土厚度下延米管道管顶的竖向土压力标准值Fsv，k
地面荷载（车辆荷载或者堆积荷载）对管道的作用
绿色为结果，
结果，黄色为自填数据,其他数据不用改变查06MS201-2-10表4
心角大于90度时，取0.1计算
不满足
PE:0.4 PP；0.4
一般都能满足情况，特殊时
根据实际情况确定，见图集06MS201-2-8。