埋地供水管道受地震破坏规律的研究

摘要

城市供水管网由输水管道和配水管网构成，由于供水管网覆盖面广，地震发生后，对城市生活和生产影响极大，因而加强城市管道的抗震工作尤为重要。而目前我国对供水管网的抗震设计还处于初步阶段，理论基础不够完善，因此，有必要结合汶川地震和历史上发生的重大地震对市政管道震损的统计和经验，对市政管道的破坏形式进行总结，并从中分析市政管道的防震策略。
　　本文在充分总结国内外所收集历史上多次重大地震灾害资料的基础上，对埋地供水管道遭受地震破坏的类型和影响因素进行分析，总结归纳出在地震波的传播作用下，对管道的破坏形式主要有管体破坏、接头破坏、管件及连接处破坏。在地震作用下对管道的影响因素主要包括地震的烈度，管道埋设的地质环境，埋地管道所使用的材料、管与管的连接方式、埋地管道的半径等方面的内容。高烈度地区的破坏性较大；整体性差的围岩环境破坏性较大；低抗拉、压、剪、折材料的破坏性明显大于钢管等高抵抗性材料；采用焊接方式连接破坏性比丝扣连接方式破坏性小；同种材料的大直径破坏性低于小直径的破坏性。
　　铸铁管道和PE管道是城市供水工程常用的管材，其接口的抗震性能是地震多发地区供水管网设计必须考虑的因素之一，为研究其接口的力学性能，采用了原形拉拔试验，测定了管道接口拉拔力与接口变形量，通过试验数据分析可知，DN100铸铁管所承受的最大拉力约为4KN，位移值不超过6cm，DN300的相关试验分析值均大于DN100的试验分析值；PE管的破坏形式具有随机性，应严格控制PE管热熔连接时的施工质量；在理想弹性材料的理想连接下，FLAC三维数值模拟分析值比试验值略大，且随着埋地管道的逐渐老化，相关受力性能逐渐下降。