回填施工对钢带增强聚乙烯螺旋波纹管涵受力性能影响研究

摘要

钢带增强聚乙烯螺旋波纹管(简称钢带增强PE管)结合了高密度聚乙烯和钢的优点,获得了良好的耐腐蚀性能和较高的承载能力.为明确其施工回填过程结构受力特性及其影响因素,采用等效模量法(Equivalent Modulus Method,EMM)对管壁截面进行等效,采用有限元软件Abaqus对管体进行数值模拟,采用附加荷载法对管涵的回填施工过程进行数值模拟,并通过试验验证了有限元模型的有效性,研究了沟槽宽度、压实压力大小和回填土摩擦角对钢带增强PE管涵回填施工过程中受力性能的影响.计算结果表明:管道在回填过程中的水平相对变形值均大于竖向相对变形值,峰值挠度随沟槽宽度和压实压力的增大而增大,回填材料摩擦角对管道变形的影响不显著;管涵顶部竖向土拱率均大于1.0,说明管涵在回填施工过程中为负土拱效应;回填施工过程中最大弯矩的位置和大小随回填高度的变化而变化,最大弯矩在回填至距管底0.75~1倍管涵直径之间.