经原位修复技术加固后的埋地管线抗震性能的研究

基本信息
批准号:51508013
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:钟紫蓝
学科分类:
依托单位:北京工业大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐贞云,董慧慧,李金龙,董莹莹,左晓
关键词:
强地表瞬态位移埋地管网抗震加固原位固化修复技术管土相互作用
结项摘要

Seismic retrofit of critical underground pipelines has become an urgent need of our society to improve the performance and serviceability of these critical lifeline systems as well as to enhance public safety. The cured in place pipe (CIPP) liner technology consists of installing flexible polymeric liners with thermosetting resin inside existing pipelines. Compared with traditional expensive and disruptive excavation and replacement of aging and structurally unsound pipelines, CIPP liner technology provides an economic and environmentally friendly alternative for pipeline rehabilitation. However, limited verification and quantification of the seismic performance and failure mechanism of CIPP liner-reinforced pipelines under transient ground deformations (TGD) remain critical deficiencies in current practice. .A series of quasi-static tests will be performed on water-pressurized ductile iron (DI) pipelines reinforced with CIPP liners to investigate the ductility and tensile capacity of the joint. Moreover, pipeline-soil interaction along the axial direction of the pipeline under repetitive loading will be fully studied in this project. Based on the experimental and numerical results, the seismic performance of underground water trunk liner before and after CIPP technology will be evaluated so as to provide necessary supports to the application of CIPP technology in seismic active zones.

埋地管线的抗震加固和修复,提高其使用可靠性和安全性,已经成为当今社会的亟待解决的问题之一。原位固化修复技术(CIPP)通过在现有的旧管道内壁上覆一层浸渍液态热固性树脂的软衬层来加固和修复现有管线。与传统的采用大规模开挖的翻新方式相比,CIPP技术提供了一种经济环保的加固新方案。然而,现阶段有关CIPP技术修复翻新后的埋地管线,在强地面运动作用下的地震响应和破坏机理的研究还非常有限,已有的研究还无法系统地定量分析CIPP技术对埋地管线的抗震性能提高的贡献。.本课题通过对CIPP加固后埋地管线的拟静力试验,分析加固前后管道节点的延性和轴向抗拉能力的改善,以及在周期轴向荷载作用下,管土轴向相互作用随管土相对轴向位移的变化规律。基于上述试验和数值模拟结果,对CIPP衬层加固前后的直埋地输水干线的整体抗震性能进行分析,考察CIPP衬层对埋地管线抗震性能的贡献,为该技术在地震多发区的应用提供理论依据。

项目摘要

原位固化修复技术(CIPP)通过在现有的旧管道内壁上覆一层浸渍液态热固性树脂的软衬层来加固和修复现有管线,是一种经济环保的加固和修复新方案。然而,现阶段针对CIPP技术加固后的埋地管线,在强地面运动作用下的地震响应和破坏机理的研究还非常有限,已有的研究还无法系统地定量分析CIPP技术对埋地管线的抗震性能提高的贡献。本课题基于对CIPP加固前后埋地供水管线的轴向拉伸和横向弯曲的拟静力试验,探明了CIPP加固前后水管管道承插式接口的力学性能,揭示其在轴向拉伸和横向弯曲作用下的破坏机理;开发了CIPP加固前后输水管道接口非线性有限单元模型,有效反应接口在轴向和横向往复荷载作用下其强度和刚度折减及耗能特性;基于非线性增量动力分析方法,发展了地震动作用下输水管线抗震性能评价方法及量化评价指标,建立现有埋地输水管线地震易损性曲线,系统地量化了CIPP修复技术对提高管线抗震性能的贡献。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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