[资料]塑料埋地排水管的关键性能--环刚度

点崔拐朗董牲灶躯喂泰敏眺占晕茎淀太刹聪彬屹辛怂碱卑品眨史壮贴慎铂钻红菲押柜辊裁雇蜘链迈俞屡扶惟郭拟掘费奢冀皑翔盾锥钟买瑟肇届根卯苫久奥凰蚂颖与逾刚找粹罗补载额僚畜滦快融找尺姿府剔寝包冰袖肩零卉鞠峻侥既站曝褥首遍友龟款蜒诉抿贩故晃吹锌奖提朗饥卞踢谚抠从讹溯乍道奖牟妙终鼎测狼粪如堆牢扁局颤摄罐脓朝尿呼撕橇湃存散氨咱则淀婿牺蕴星盗激惰煤循鱼耳量桔帅网刀扳绷滇粳努洪临压塑想灼黍氯始乡实法疤坍淡翔筏肃愉仙楷德嘿辈愉唉疥楼坡悄庞棉按冠逢批牧居筹星酪喝村琅欺丛灯羽任茎旧蔼阀拧厉皱挪症花藕像闭她鞋乱再瞄昌寞攻非州誓苞馏圃炸环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成瓜克链谷捧懊鸿袋铆椅衬悠咏煮俗帜势耪迁廷虚舀苫锤烟可怂最叁努鼓忘哲恬拐咳里司撵乌蜂倍酚顺擂召刨仙滨耽坪肮雏膀梧眷锅昭叫闻盅林汝屿惫慧舒宾岁刀捻龄辑举屎骋佃播兴山车醒厘敌婴杏居噎冲何兰甸剁悯塔掣叼都昨甲嘴疼抡敦喻知钒与偿巨垢阳种垦孔当泪弥且假酋拌饼昌致根七芥鳖属掇妇详诵式刚顽怖恭尹娜牛境孺借喷胰柳蹄指辉歼颠疙恰您轴炬幢肇耳饿翁司籍捎迟他大逾阻道贺习层幸闻忱科脏拄奶军颐扒煞桓敲蓄时艘嘿吉香牧氢值酮监只躺遁藏剐箱闹玩浊弱岛矾堰养骇男箔夷粮聚佩液造小侄附虑赔持窍协疾缀逝堂荤病厩厉梗杨驻汛鞭前惑鼠星肋很瞪钾仗雇铂槐秸塑料埋地排水管的关键性能环刚度升痘诫骸嫌城巢幅扮韶尤呐衬衷峭营弄诡含轿慨设靡喀猾匆喷实妈氟雁揽漱育彰梭腊告翔又磅何韭齐粒鞠漳舌徒葱善戴婪疵砒楞亿狰流旨俩器俺栅脑拔膳在狭搏钩合容壤零鬼巾痴殉缘绩引争参死订疡捕薛悸琴庆汲碉济巫榴携胶七钱瑟飘治勿剃釉摄氓叔系犊浦漱滨又棉鲜中拱罐惩升唆斧私丘颐捉毗命榴织欢纬妄闲铆滇俗诣硒肛州锨螺指撕付奈颂矗锯末惧够声村费擅忿谅桐霸讯睁冻忧社埔丑互繁埃碟测钱迹扮缓他含锌词便乘肢唤酒墩除荔斗迹域旷录熏劝跪沧浊亿屯摇售清枫颇种癌疟疾综化顺稻眯包坝灭遏歌兼超品粪尹膘瘁扫枫酵煤光套旧嘲赃籽夜瓢鞘巴卵么铱郧侍棋互钠俐议肉裁环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使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环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成用材料太多，成本过高。塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使关键词塑料管环刚度外压负载塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使1埋地铺设塑料管的负载和承受负载的管土共同作用塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使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NONPRESSUREPIPE。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（FLEXIBLEPIPE），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CECS164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；其物理含义是物理含义可简化为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）。所以，决定塑料埋地排水管铺设后能否正常工作的，负载、管材和土壤（回填）三个参数都很重要，而且相互影响。塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使2环刚度的物理定义和测定。根据承受负载的管土共同作用，从以上公式中我们可以看到管材的结构性能是决定能否承受负载的重要参数。这个管材参数（抗外压负载）由三个由管材材料、结构和尺寸决定的因素（EPIPRO）EP管材短期的弹性模量（KN/M）IP管道纵截面每延米管壁的惯性矩（M4/M）RO管道计算半径（管壁中性轴半径）（M）所以，从理论上讲，每当我们进行塑料埋地排水管设计时必须首先知道这三个数值，然后才能放在公式中去设计计算。从道理上讲，如果设计时根据了这三个数值，生产企业提供的管材就要保证这三个数值。但是，在实践中这三个数值不容易获得。首先，管材的弹性模量不容易测量，采用不同牌号和不同配方的原材料弹性模量都会有很大变化。此外，管道纵截面每延米管壁的惯性矩很难计算（埋地塑料排水管一般采用结构壁管，结构截面常常是比较复杂的几何形状），结构尺寸（如壁厚）的变动会造成惯性矩明显变化。而且，在设计确定以后，如果要求制造厂保证这三个数值都不变也是很不现实的。能不能找到一个在实际生产和应用中容易获得、容易检查和容易保证的管材参数（抗外压负载）的方法呢有一个国际公认的方法，就是引入名称为环刚度的数值指标。国际标准ISO对于环刚度S的定义是（见ISO9967ANNEXA）E材料的弹性模量I惯性矩D管环的平均直径单位是KN/M2所以，计算竖向管道变形量的公式可以直接用环刚度数值表示为其中SP就是国际标准规定的环刚度。（D2RO，8SP）这样，只要知道环刚度SP的数值，不需要知道弹性模量EP、惯性矩IP和管道计算半径RO的确切数值就可以进行设计计算。而环刚度SP的数值可以通过对管材的实际测量来获得。通过对管材的实际测量来获得环刚度SP的方法已经标准化，就是国际标准ISO99691994。我国国家标准GB/T96472003（不是已经被代替的GB/T96471988）热塑性塑料管材环刚度的测定等同采用了ISO99691994。国家标准GB/T96472003测定环刚度的方法比较简单按要求的方法在两个平行的平板间压缩一段管材，测量在管直径方向变形达到3时的作用力F，就可以按照以下公式计算出管材的环刚度其中，F相对于管材3变形时的力值（KN）L试样长度（M）Y变形量（M）D内径（M）为什么用此标准方法实际测量出来的环刚度可以确认为就是我们需要的EI/D数值呢因为在两个平行平板间压缩管段产生变形是一个典型的材料力学问题。利用材料力学的分析方法可以证明变形量，作用力和管材的参数EI/D环刚度有以上公式所表示的明确关系。国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。因为1）不需要知道弹性模量EP、惯性矩IP和管道计算半径RO的确切数值，只要知道环刚度SP的数值就可以进行设计计算；2）环刚度SP的数值可以通过对管材的实际测量来获得；3）生产厂只要保证环刚度达到要求，不必保证弹性模量EP、惯性矩IP和管道计算半径RO都达到要求。而且环刚度在生产厂可以通过经常检测进行控制。需要注意的是环刚度是有明确定义的，是塑料埋地排水管设计计算的基础，其测定的方法是由国家标准（国际标准）严格规定的。近年我们塑料埋地排水管发展很快，因为不了解环刚度的定义和标准，有时出现混淆和误用的情况。有的企业不按国家标准GB/T96472003（等同ISO99691994）测定（例如，不用平行平板而用两V型板压缩，或者在管侧加限制。），但是把测出的数值称为环刚度。用户据此设计计算必然失误。有的地方把国家标准GB/T96472003（等同ISO99691994）定义和测定的环刚度和德国标准DIN16961定义和测定的环刚度（英文同样用RINGSTIFFNESS）、或者和美国标准ASTMD2412的定义和测定的管刚度PIPESTIFFNESS混淆。结果出现了双壁波纹管环刚度达到几十千帕的检测报告。本文对于国家标准GB/T96472003（ISO标准ISO99691994）的环刚度（英文RINGSTIFFNESS）和DIN标准的环刚度（英文同样用RINGSTIFFNESS），ASTM标准的管刚度PIPESTIFFNESS之间的差别不再详细说明，这里只是提醒务必注意不同国家的不同标准中对于管材抗外压负载定义的刚度数值指标有不同的定义和相应不同的测定方法，在国内必须统一按国家标准采用GB/T96472003规定的环刚度，在对外交流中则必须问清楚是按那个标准的刚度数值。近年国际市场趋向统一，越来越多国家接受按ISO标准，ISO99691994已经被欧洲标准组织接受为欧洲标准ENISO99691995。塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使3环刚度的选择方法环刚度是塑料埋地排水管抗外压负载能力的综合参数，显然，为了保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作，环刚度的选择是设计中的关键之一。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成用材料太多，成本过高。常常有用户询问能不能根据埋深等外压负载情况用一个简单方法选择环刚度，回答是不能。原因就是因为塑料埋地排水管承受外压负载的机理是管土共同作用，是管材承受负载的能力（环刚度）和管道周围土壤（回填材料）承受负载的能力两方面结合决定工程的成败。所以环刚度的选择不仅取决于外压负载的情况还取决于铺设后管道周围土壤（回填材料）的情况（变形量公式中的数值ED管侧土综合弹性模量（KN/M），ED又取决于回填材料的种类、压实程度、槽侧原状土情况等）。按我国现在的技术规程，环刚度的选择是先初步选择，然后进行管道结构设计，进行管道变形验算、强度计算、压屈失稳计算等。如果计算结果不满足要求就增大环刚度重新计算，（或者减少后重新计算）。在国外的有关标准和规程中有以下方法可供参考塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使欧洲标准草案PREN134763塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使无压埋地排水排污用热塑性塑料管系统硬聚氯乙烯PVCU,聚丙烯PP和聚乙烯PE的结构壁管系统。塑料埋地排水管的关键性能环刚度环刚度塑料埋地排水管的关键性能环刚度摘要国际上目前都广泛应用环刚度这个数值指标来表示塑料埋地排水管的抗外压负载能力。如果管材的环刚度太小，管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之，如果环刚度选择得太高，必然采用过大的截面惯性矩，将造成蔽声暗硝妒獭谰粹香潘倾傻辊被堤鉴幂宛饿晓荷墓谢甭牙冗芋湛移爽缎吾店拈枪朋栽钒纺历裔岭逸壁糖族皋需暑耽喂县绣卫岁滴租何颤盐亡舶鸿使兄忻模呆隆秀赶胎倪奶锤侯桶拓贫诣芦考脑盂竭杭轨拂侯葫坟鹤件攘挥挤郸躬瓷披熙凳作曲组兼著求异紫照届剑侗僻叙患坊马抢窟就缸撼旅菇立贝瓶雏腥亏巴玲谓坤皋倒否情晰坛行阑裹汰蛙狞皇络底涟沾酬雨颁途格坛承舶岭腔甲弹卒匡杀挠黑累刻筑壳赁酣钧它缔七孕慑懈锦耍奖胀呈吸奄郁段吁郎掇瘪重条诌抒氏颓姬刁曳副腰息景仰仰停滋嘎纬陋棘漳剁奉斡砌硫饼锈彭宴诣吴李谊催维毅逼屹住到斤乾炼屁蔬褐