CN105069198B - 一种考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，包括以下过程：步骤10）确定沟埋式塑料管道挠曲变形预测公式；步骤20）测定塑料管道的环刚度；测定回填土体的侧限压缩模量；并确定回填土体压实器械类型；步骤30）将步骤20）测量的数据带入步骤10）建立的沟埋式塑料管道挠曲变形预测公式中，或者根据步骤20）测量的数据，在步骤10）绘制的沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图中查询，得到沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量。该预测方法考虑施工过程中沟埋式塑料管道管侧回填土的压实作用以及管道上覆土体中土拱效应随填土高度的变化规律，更加准确地预测施工过程中沟埋式塑料管道的挠曲变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，具体来说，涉及一种考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法。
背景技术
沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形是控制施工质量、评价管道服役状态的重要参数。已有计算沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法是根据《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ 143-2010》中的计算公式，基于管道环刚度、管侧土体侧限压缩模量以及管道上覆土压力进行计算。在施工过程中，塑料管道由于管侧回填土体的压实作用会产生类似于竖向椭圆形状的挠曲变形，在已有的预测方法中并没有考虑施工过程中管道侧向土体压实作用对于管道挠曲变形影响，而施工造成的管道变形对于评价柔性管道的力学特征十分重要。而且，《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ 143-2010》中已有的预测方法也不能够对于当回填土体低于管道顶面时的管道挠曲变形进行预测计算。
发明内容
技术问题：本发明要解决的技术问题是：提供一种考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，该预测方法考虑施工过程中沟埋式塑料管道管侧回填土的压实作用以及管道上覆土体中土拱效应随填土高度的变化规律，更加准确地预测施工过程中沟埋式塑料管道的挠曲变形。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
一种考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，该预测方法包括以下过程：
步骤10)确定沟埋式塑料管道挠曲变形预测公式：采用PLAXIS有限元分析软件模拟塑料管道在施工过程中的力学特征，建立塑料管道挠曲变形预测公式，并绘制沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图；
步骤20)利用压缩试验机，采用平板加载试验方法，测定塑料管道的环刚度；利用固结仪对现场土样进行一维固结压缩试验，测定回填土体的侧限压缩模量；并确定回填土体压实器械类型；
步骤30)将步骤20)测量的数据带入步骤10)建立的沟埋式塑料管道挠曲变形预测公式中，或者根据步骤20)测量的数据，在步骤10)绘制的沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图中查询，得到沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量。
作为优选方案，所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面以下时，塑料管道挠曲变形中竖向挠度依据式(1)测算：
Δy/D＝(0.05Sf+33)ηH'/(10000D) 式(1)
其中，Δy表示管道竖向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H′表示以管道底为基点，位于管道侧部的回填土体高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
作为优选方案，所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面以下时，塑料管道挠曲变形中水平挠度依据式(2)测算：
Δx/D＝-(0.05Sf+33)ηH'/(10000D) 式(2)
其中，Δx表示管道水平方向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H′表示以管道底为基点，位于管道侧部的回填土体高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
作为优选方案，所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面上方时，塑料管道挠曲变形中竖向挠度依据式(3)测算：
Δy/D＝(0.03Sf+3.4+(0.02Sf+29.6)exp(-H))η/10000 式(3)
其中，Δy表示管道竖向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H表示以管道顶部为基点，位于管道顶部回填土体的高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
作为优选方案，所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面上方时，塑料管道挠曲变形中水平挠度依据式(4)测算：
Δx/D＝-(0.03Sf+23.4+(0.02Sf+9.6)exp(-H))η/10000 式(4)
其中，Δx表示管道水平向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H表示以管道顶部为基点，位于管道顶部回填土体的高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
作为优选方案，所述的经验系数η，当用平板振动压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝1；当用冲击式压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝2.4。
作为优选方案，所述的步骤30)中，根据沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量，获得塑料管道的挠曲变形趋势。
作为优选方案，所述的塑料管道挠曲变形中水平挠度大于零时，则表示管道的直径沿水平方向逐渐增大；塑料管道挠曲变形中水平挠度小于零时，则表示管道的直径沿水平方向逐渐增小；塑料管道挠曲变形中竖向挠度大于零时，则表示管道的直径沿竖向逐渐增大；塑料管道挠曲变形中竖向扰度小于零时，则表示管道的直径沿竖向逐渐增小。
有益效果：与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
1.更加准确地预测施工过程中沟埋式塑料管道的挠曲变形。本发明实施例的预测方法考虑施工过程中沟埋式塑料管道管侧回填土的压实作用，以及管道上覆土体中土拱效应随填土高度的变化规律，更加准确地预测施工过程中沟埋式塑料管道的挠曲变形。本发明实施例的预测方法基于现场实测数据，通过数值模拟的方法考虑了沟埋式塑料管道在施工过程中管侧土体的压实作用，建立了对于沟埋式塑料管道挠曲变形的预测公式，此公式可以准确计算管道在施工过程中任意填土高度下的水平和竖向挠曲变形，从而更加全面地刻画沟埋式塑料管道在施工过程中的变形特征，以保证施工完成后管道的服役性能。
2.方法简单，使用方便。本发明的预测方法只需预先测定塑料管道的环刚度以及回填土体的侧向压缩模量，便可以根据现场施工所使用的土体压实机械类型以及回填土体的高度，对于沟埋式塑料管道的挠曲变形进行准确测算。
3.适用范围广。现有的《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ 143-2010》中的计算公式对于回填土低于管道顶面时的管道挠度不能够进行预测。而本发明的预测方法能够适用于回填土高于或等于管道顶面的情形，也适用于回填土低于管道顶面的情形。
附图说明
图1是使用平板振动压实机对回填土体进行压实作业时，沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图。
图2是使用冲击式压实机对回填土体进行压实作业时，沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图。
图3是现场试验管道周围回填土体的压实度示意图。
图4是现场试验中土压力盒布置示意图。
图5是现场试验中百分表布置示意图。
图6是现场试验中，现场实测土压力数据与本发明预测的土压力数据示意图。
图7是现场试验中，现场实测管道挠曲变形数据与本发明预测的管道挠曲变形数据示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例的技术方案进行详细的说明。
本发明实施例提供一种考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，包括以下过程：
步骤10)确定塑料管道挠曲变形预测公式：采用PLAXIS有限元分析软件模拟塑料管道在施工过程中的力学特征，建立塑料管道挠曲变形预测公式，并绘制沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图。
利用现场实测数据(包括管道顶部和侧向土压力、管道上覆土体中的土压力、管道水平和竖向挠度)验证数值模型建模方法。如果通过数值模拟得到的土压力、管道竖向以及水平向挠曲变形与现场试验实测数据的误差范围均在5％以内，则表明本发明实施例所采用的数值模拟建模方法准确可靠。基于此建模方法采用PLAXIS有限元分析软件模拟塑料管道在施工过程中的力学特征，进而建立考虑施工过程的管道挠曲变形预测公式。建模过程中，对于该数值模型的下边界固定其竖向和水平位移，对模型两侧的竖向边界固定其水平位移，而对模型的上边界不设定位移边界条件。土体的压实作用是通过在管道两侧施加均布水平荷载来实现，水平荷载的大小可以通过公式：计算，其中，F表示水平作用荷载，单位：kPa；η表示经验系数；σv表示回填土体上覆土压力，单位：kPa；φ表示回填土体的内摩擦角，单位：°。数值模型的计算过程完全按照现场试验的步骤进行，考虑管道环刚度、回填土体压实度以及回填土体压实所使用的压实器械类型等施工因素对于沟埋式塑料管道水平和竖向挠曲变形的影响，从而得到回填土体的顶面低于、等于或者高于管道顶面时，塑料管道挠曲变形预测公式。绘制沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图时，
当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面以下时，塑料管道挠曲变形中竖向挠度Δy/D依据式(1)测算：
Δy/D＝(0.05Sf+33)ηH'/(10000D) 式(1)
其中，Δy表示管道竖向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数，当用平板振动压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝1；当用冲击式压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝2.4。H′表示以管道底为基点，位于管道侧部的回填土体高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面以下时，塑料管道挠曲变形中水平挠度Δx/D依据式(2)测算：
Δx/D＝-(0.05Sf+33)ηH'/(10000D) 式(2)
其中，Δx表示管道水平方向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数，当用平板振动压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝1；当用冲击式压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝2.4。H′表示以管道底为基点，位于管道侧部的回填土体高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面上方时，塑料管道挠曲变形中竖向挠度Δy/D依据式(3)测算：
Δy/D＝(0.03Sf+3.4+(0.02Sf+29.6)exp(-H))η/10000 式(3)
其中，Δy表示管道竖向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数，当用平板振动压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝1；当用冲击式压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝2.4。H表示以管道顶部为基点，位于管道顶部回填土体的高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面上方时，塑料管道挠曲变形中水平挠度Δx/D依据式(4)测算：
Δx/D＝-(0.03Sf+23.4+(0.02Sf+9.6)exp(-H))η/10000 式(4)
其中，Δx表示管道水平向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数，当用平板振动压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝1；当用冲击式压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝2.4。H表示以管道顶部为基点，位于管道顶部回填土体的高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa。
根据式(1)、式(2)、式(3)和式(4)绘制沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图，如图1和图2所示。图1和图2均分为两个阶段进行绘制，第一个阶段为回填土体低于或者等于管道顶面时的管道挠度变形，其横坐标为管道侧部的回填土体高度与管道直径的比值(H′/D)；第二个阶段为回填土体高于或者等于管道顶面时的管道挠度变形，其横坐标为管道顶部的填土高度(H)；第一个阶段和第二阶段的纵坐标均为管道挠度。图1和图2中，正值表示管道竖向挠度，负值表示管道水平挠度。图1采用平板振动压实机对管侧回填土体进行压实。图2采用冲击式压实机对管侧回填土体进行压实。根据管道和回填土的相对刚度(Sf)不同，分别绘制不同的挠度预测曲线。
步骤20)采用平板加载试验方法，利用压缩试验机测定塑料管道的环刚度；利用固结仪对现场土样进行一维固结压缩试验，测定回填土体的侧限压缩模量；并确定回填土体压实器械类型。
平板加载试验方法根据《热塑性塑料管材环刚度的测定GB/T 9647-2003》中规定的平板加载试验方法进行。一维固结压缩试验根据《土工试验方法标准GB/T 50123-1999》中规定的一维固结压缩试验方法进行。
步骤30)将步骤20)测量的数据带入步骤10)建立的塑料管道挠曲变形预测公式中，或者根据步骤20)测量的数据以及沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图，得到沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量。
通过步骤20)测量的数据，计算得到管道和回填土的相对刚度(Sf)，然后根据施工过程中所采用的回填土体压实机械以及管道侧部的回填土体高度与管道直径的比值或者管道顶部回填土体高度，查询图1或者图2，得到沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量。
根据沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量，可以获得塑料管道的挠曲变形趋势。塑料管道挠曲变形中水平挠度大于零时，则表示管道的直径沿水平方向逐渐增大；塑料管道挠曲变形中水平挠度小于零时，则表示管道的直径沿水平方向逐渐增小；塑料管道挠曲变形中竖向挠度大于零时，则表示管道的直径沿竖向逐渐增大；塑料管道挠曲变形中竖向扰度小于零时，则表示管道的直径沿竖向逐渐增小。塑料管道挠曲变形中水平挠度等于零时，则表示管道的直径沿水平方向不变。塑料管道挠曲变形中竖向挠度等于零时，则表示管道的直径沿竖向不变。
下面通过试验来验证采用本实施例的预测方法，能够更加准确的预测管道的挠曲变形。
在试验的现场开挖三个管道沟槽，其宽度均为2m，深度分别为1.7m、2.7m和1.5m。试验采用三根高密度聚乙烯(HDPE)塑料管道(分别记为P1、P2和P3)，其环刚度均为4kPa。采用平板振动压实机对管道的回填土体进行压实，并根据《埋地聚乙烯排水管管道工程技术规程CECS164-2004》对管道周围不同区域回填土体的压实度进行控制，如图3所示。区域I和区域II均采用砂土回填，分别采用90％和95％的压实度，深度分别为0.1m和0.15m；区域III、区域IV和区域V均采用粘土回填，分别采用95％、90％和85％的压实度，深度分别为0.45m、0.5m和0.5m；区域VI采用粘土回填，采用95％的压实度，深度用W表示，W取决于管道的设计填高。现场试验的施工参数，如表1所示。如图4所示，在现场施工的管道顶部和侧部以及管道周围回填土体，预先设定位置处埋设土压力盒，以监测在施工过程中，管道顶部和侧部以及管道周围回填土体中的土压力随回填土高度的变化。如图5所示，在管道的水平和竖向直径位置处分别安装百分表，以监测在施工过程中，管道直径在水平和竖向的变形。
表1
| Sp(kPa) | Ms(MPa) | 土体压实器械 | |
| 现场试验 | 4 | 3.68 | 平板振动压实机 |
利用现场试验测得的管道顶部和侧向土压力、管道上覆土体中的土压力如表2所示。表2中，管道P1中的第三行表示，在管道P1上部回填土深度为0.9米时，位于E1处的土压力为6kPa，位于E2处的土压力为9kPa，位于E3处的土压力为15kPa，位于E4处的土压力为19kPa。利用现场试验测得的管道水平和竖直挠度如表3所示。图6是现场实测管道顶部和侧向土压力、管道上覆土体中的土压力和采用本发明的数值建模方法对于土压力预测值的对比。从图6中可以看出，通过本发明中采用的数值建模方法得到的土压力与现场试验实测数据的误差范围在5％以内。图7是现场实测管道竖向和水平向挠度和采用本发明的预测方法对于管道挠度预测值的对比。从图7中可以看出，本发明的预测方法得到的管道挠度与现场试验实测数据的误差范围在5％以内。图6和图7表明，采用本发明的预测方法可以准确地模拟沟埋式塑料管道的受力挠曲变形。图6和图7中，数据点越接近图中斜线，表示数值模拟结果和现场实测值的误差越小。
表2
表3
第一种现场试验：采用平板振动压实机对土体进行压实的一种沟埋式塑性管道现场试验研究，源于McGrath,T.J.,Selig,E.T.,Webb,M.C.,and Zoladz,G.V.(1999):Pipeinteraction with the backfill envelope.FHWA-RD-98-191,National ScienceFoundation,Washington,D.C.178-183。
第二种现场试验：采用冲击式压实机对土体进行压实的一种沟埋式塑性管道现场试验研究，源于Corey,R.,Han,J.,Khatri,D.K.,and Parsons,R.L.(2014):Laboratorystudy on geosynthetic protection of buried steel-reinforced HDPE pipes fromstatic loading.Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,140(6),1-10。
上述两篇现场试验研究中的部分施工参数见表4。
表4
| Sp(kPa) | Ms(MPa) | 土体压实器械 | |
| 第一种现场试验 | 7.25 | 13.8 | 平板振动压实机 |
| 第二种现场试验 | 5 | 13.8 | 冲击式压实机 |
根据第一种现场试验文献的施工条件，分别采用本发明的预测方法以及《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ 143-2010》计算公式对于管道水平和竖向挠度进行预测。将本发明的预测方法和《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ143-2010》计算公式对于管道水平和竖向挠度预测结果，以及第一种现场试验文献所报道的实测沟埋式塑料管道竖向和水平挠度列于表5中。从表5中可以看出通过本发明中预测方法计算得到的管道竖向以及水平向挠度与第一种现场试验文献报道的现场试验数据的误差范围均在5％以内。这表明本发明中的计算公式能够准确地预测采用平板振动压实机对回填土体进行压实作业，沟埋式塑料管道的竖向和水平向的挠曲变形。而《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ 143-2010》(表5中简称规范)中的计算公式对于回填土低于管道顶面时的管道挠度不能够进行预测，而对于回填土高于或者等管道顶面时的管道挠度，由于没有考虑施工效应的影响，其预测值的误差范围为16％～118％。
表5
根据第二种现场试验文献的施工条件，分别采用本发明的预测方法以及《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ 143-2010》计算公式对于管道水平和竖向挠度进行预测。将本发明的预测方法和《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ143-2010》计算公式对于管道水平和竖向挠度预测结果，以及第二种现场试验文献所报道的沟埋式塑料管道竖向和水平挠度现场试验数据列于表6中。从表6可以看出：通过本发明中预测方法计算得到的管道竖向以及水平向挠度与第二种现场试验文献报道的现场试验数据的误差范围均在5％以内。这表明本发明的预测方法能够准确地预测采用冲击式压实机对回填土体进行压实作业，沟埋式塑料管道的竖向和水平向的挠曲变形。而《埋地塑料排水管道工程技术规范CJJ143-2010》(表6中简称规范)中的计算公式对于回填土低于管道顶面时的管道挠度不能够进行预测，而对于回填土高于或者等管道顶面时的管道挠度，由于没有考虑施工效应的影响，其预测值的误差范围为91％～100％。
表6
Claims (4)
1.一种考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下过程：
步骤10)确定沟埋式塑料管道挠曲变形预测公式：采用PLAXIS有限元分析软件模拟塑料管道在施工过程中的力学特征，建立塑料管道挠曲变形预测公式，并绘制沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图；
所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面以下时，塑料管道挠曲变形中竖向挠度依据式(1)测算：
Δy/D＝(0.05Sf+33)ηH'/(10000D) 式(1)
其中，Δy表示管道竖向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H′表示以管道底为基点，位于管道侧部的回填土体高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa；所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面以下时，塑料管道挠曲变形中水平挠度依据式(2)测算：
Δx/D＝-(0.05Sf+33)ηH'/(10000D) 式(2)
其中，Δx表示管道水平方向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H′表示以管道底为基点，位于管道侧部的回填土体高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa；
所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面上方时，塑料管道挠曲变形中竖向挠度依据式(3)测算：
Δy/D＝(0.03Sf+3.4+(0.02Sf+29.6)exp(-H))η/10000 式(3)
其中，Δy表示管道竖向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H表示以管道顶部为基点，位于管道顶部回填土体的高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa；
所述的步骤10)中，当回填土体的顶面与管道顶面齐平或者位于管道顶面上方时，塑料管道挠曲变形中水平挠度依据式(4)测算：
Δx/D＝-(0.03Sf+23.4+(0.02Sf+9.6)exp(-H))η/10000 式(4)
其中，Δx表示管道水平向直径的变化量，单位：m；D表示管道的直径，单位：m；Sf表示管道和回填土的相对刚度，Sf＝361Ms/Sp；η表示经验系数；H表示以管道顶部为基点，位于管道顶部回填土体的高度，单位：m；Ms表示回填土体的侧限压缩模量，单位：kPa；Sp表示管道的环刚度，单位kPa；
步骤20)利用压缩试验机，采用平板加载试验方法，测定塑料管道的环刚度；利用固结仪对现场土样进行一维固结压缩试验，测定回填土体的侧限压缩模量；并确定回填土体压实器械类型；
步骤30)将步骤20)测量的数据代入步骤10)建立的沟埋式塑料管道挠曲变形预测公式中，或者根据步骤20)测量的数据，在步骤10)绘制的沟埋式塑料管道水平和竖向挠度预测曲线图中查询，得到沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量。
2.按照权利要求1所述的考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，其特征在于，所述的经验系数η，当用平板振动压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝1；当用冲击式压实机对管侧回填土体进行压实作用时，η＝2.4。
3.按照权利要求1或2所述的考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，其特征在于，所述的步骤30)中，根据沟埋式塑料管道在施工过程中的挠曲变形量，获得塑料管道的挠曲变形趋势。
4.按照权利要求3所述的考虑施工效应的沟埋式塑料管道挠曲变形的预测方法，其特征在于，所述的塑料管道挠曲变形中水平挠度大于零时，则表示管道的直径沿水平方向逐渐增大；塑料管道挠曲变形中水平挠度小于零时，则表示管道的直径沿水平方向逐渐增小；塑料管道挠曲变形中竖向挠度大于零时，则表示管道的直径沿竖向逐渐增大；塑料管道挠曲变形中竖向扰度小于零时，则表示管道的直径沿竖向逐渐增小。
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2015
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Non-Patent Citations (4)
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| 埋地HDPE管道施工过程中土拱效应变化特征研究;周敏 等;《岩石力学与工程学报》;20150109;第34卷(第2期);第414-424页 * |
| 埋地HDPE管道施工过程中装配应变分布规律的现场试验研究;尤佺 等;《岩土工程学报》;20140824;第36卷(第12期);第2282-2290页 * |
| 埋地柔性管道的应力和变形分析;邓道明 等;《油气储运》;19980615;第17卷(第6期);第11-14页，第57页 * |
| 沟埋式管道垂直土压力的有限元模拟及分析;付俊英;《山西建筑》;20070510;第33卷(第14期);第78-79页 * |
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