地埋管的性能極限

　　地埋管的性能

　　對于地埋管同多數結構物一樣，在設計中常考慮以下性能：管壁破壞(應力)、管壁壓屈、撓曲、曲率反向(超撓曲)、應變界限、剪切荷載、疲勞、成分分離。

　　①管壁破壞  管壁破壞用于描述延性材料的局部屈服，或脆性材料的破裂失效。這一性能是在壁內應力達到管材的屈服應力或強度時達到的。環向壓縮應力是主要因素。有事，彎曲應力也可能導致管壁破壞。

　　②管壁壓曲  壓曲不是一種強度的性能，但可能由于韌性不夠而發生。壓曲現象對于承受內部真空、外部靜壓或高士壓的柔性管出現的可能性較大。管的柔性越大，管壁結構在抵抗曲壓方面就越不穩定。

　　③撓曲  撓曲是一項用于柔性管和半剛性管或半柔性管的設計參數。  柔性管產品有撓曲設計，而往往是根據帶系數的性能。對于特定產品，計算出來的設計撓度應等于或小于設計撓度。傳統使用Spangler的衣阿華公式。

　　④曲率反轉  曲率反轉上一種撓曲現象，如果撓度收到控制，就不會發生。塑性鋼管的曲率反轉性能是在衣阿華公式發表不久后制定的。當時認定波紋鋼管在大約20%撓度時會開始曲率反轉。那是設計要求撓度為5%，從而提供了結構系數為4。

　　⑤應變  應變與撓度有關。通常只有脆性的、組合的或填充料多的材料才有受控于應變的安裝設計。

　　⑥彎曲應變  大多數實壁管可采用橢圓形的假設得出式來計算彎曲應變。

　　⑦縱向應力  較長管安裝設計和施工應使縱向應力小，產生縱向應力的原因包括：熱膨脹、縱向彎曲、泊桑效應。

　　⑧剪切荷載  剪切荷載往往伴隨縱向彎曲。其原因通常可歸于不均勻彎曲或差別沉降。剪切力可能很大，變化也大，局部化，不容易定量分析。

　　⑨疲勞  對重力流和壓力流管道，疲勞性能應予以考慮。由于交通負荷造成的反復應力通常不考慮，除非埋深淺或覆土小。

　　疲勞壽命是指膨脹節波紋管經受循環載荷作用直至破壞時的次數。波紋管在工作時，它的波峰和波谷常處在塑性應力范圍內，很容易再較低的循環次數下產生疲勞失效。因此疲勞壽命是膨脹節文官的基本性能之一。

　　1、材料的疲勞設計

　　材料承受循環荷載時，能經受的循環次數是與交變應力幅有關的。兩者的關系曲線稱為疲勞曲線，即所謂S-N曲線。典型的疲勞曲線再循環周次附近往往會出現轉折，膨脹節用波紋管屬于典型的低周疲勞部件。

　　2、地埋管用U形波紋管的疲勞壽命

　　對U形波紋管的疲勞壽命預測，應考慮波紋管的應變集中。

　　計算波紋管的疲勞壽命較著名的有以下幾種：

　　EJMA標準法

　　kellogg法

　　濱田一竹園法

　　以上介紹的各種地埋管疲勞壽命設計方法，除修正的濱田一竹田園法與彈塑性分析有聯系外，其余方法均是采用線彈性應力分析和實驗結果回歸而得出的。