Bearing capacity of continuous polymer liners used for renewal of non-deteriorated circular sewers

• Autorzy: Szot A.

Warianty tytułu

PL

Nośność polimerowych wykładzin ciągłych stosowanych do renowacji kanałów sanitarnych w dobrym stanie technicznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Some basic results of bearing-capacity assessment of polymer continuous circular liners for non-deteriorated sewers have been presented. The analysis of expected loads and valid failure forms were included. The ground water pressure was pointed out to be the prevailing loading pattern. A single-lobe inward intrusion placed usually at the bottom of the sewer cross-section due to its in­stability turned out to be the expected and observed form of failure. Several analytical solutions have been examined herein with respect to their usability for quantitative description of liner instability problem. The approach presented in [12] turned out to be the most accurate one in this case. The assumptions and analytical procedure presented there were used for further development, which incorporated non-uniform distribution of pressure and initial geometrical imperfections. Then the influence of common imperfections (local intrusion and gap) on critical pressure was examined for both uniform and non-uniform pressure distributions with the use of FEM. Finally, the comparison of laboratory test results and present approach was shown in a graphical form.

PL

Przedstawiono podstawowe wyniki analizy nośności polimerowych wykładzin ciągłych stosowanych do renowacji kanałów sanitarnych w dobrym stanie technicznym. Zanalizowano potencjalne obciążenia i formy zniszczenia rozpatrywanych wykładzin. Wskazano, że ciśnienie wody gruntowej jest dominującym obciążeniem oddziałującym na wykładziny. Przewidywaną i zaobserwowaną w testach formą zniszczenia wykładziny okazała się jednofalowa niestateczność w drodze przeskoku umiejscowiona przy dnie kanału. Przedstawiono kilka analitycznych rozwiązań problemów podobnych do rozpatrywanego, aby sprawdzić, czy są użyteczne do opisu problemu nośności wykładzin. Rozwiązanie podane w f 12] najdokładniej opisuje problem. Założenia i procedura analityczna użyte w [12] zostały wykorzystane do wypracowania ulepszonego rozwiązania uwzględniającego nierównomierny rozkład ciśnienia na obwodzie wykładziny oraz kształt i rozmiar początkowych niedoskonałości geometrycznych. Następnie przeanalizowano numerycznie wpływ wielkości typowych niedoskonałości (intruzja lokalna i szczelina) na wartość krytycznego ciśnienia wody gruntowej, uwzględniając zarówno równomierny, jak i nierównomierny rozkład ciśnienia. Ostatecznie porównano wypracowane rozwiązanie z wynikami testów laboratoryjnych i przedstawiono je w formie graficznej.

Słowa kluczowe

EN

polymer liner; bearing capacity; circular sewer; renovation

PL

wykładzina; wykładzina ciągła; analiza nośności; kanał sanitany; renowacja

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Studia Geotechnica et Mechanica
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 25, nr 3-4
• Strony: 121--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Szot A.

• Institute of Civil Engineering, Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Aggarwal S.C., Cooper M.J.. External pressure testing of Insituform lining, internal report, Coventry Polytechnic, Coventry, 1984.
• [2] Akl F.A., Guice L.K., Omara A.M., Straughan T.W., Instability of thin pipes encased in oval rigid cavity. Journal of Engineering Mechanics. April 2000, pp. 381-38S.
• [3] Bakeer R.M., Barber M.E.. Chunduru S., Buckling behaviour of polyethylene liner system. Journal of Materials in Civil Engineering, 1996, Vol. 8, No. 4, pp. 201-206.
• [4] Boot J.C., Welch A.J., Creep buckling of thin-walled polymeric pipe linings subject to external ground water pressure, Thin-Walled Structures, 1996, No. 24 , pp. 191-210.
• [5] Boot J.C., Elastic buckling of cylindrical pipe linings with small imperfections subject to external pressure, Trenchless Technology Research, 1998, Vol. 12, No. 1-2, pp. 3-15.
• [6] Cheney J.A., Pressure buckling of ring encased in cavity, Journal of the Engineering Mechanics, 1971, Vol. 97, No. 2, pp. 333-343.
• [7] Chicurel R.. Shrink buckling of thin circular rings. Transactions of the ASME - Journal of Applied Mechanics, September 1968, pp. 608-610.
• [8] El Sawy K., Moore I.D., Parametric study for buckling of liners: effect of liner geometry and imperfections, Proceedings International Conference: Trenchless pipeline projects - practical applications, Boston, June 1997.
• [9] El Sawy K., Moore I.D., Stability of loosely fitted liners used to rehabilitate rigid pipes. Journal of Structural Engineering, 1998, Vol. 124, No. 11.
• [10] Falter B., Neue Aspekte bei der statischen Berechnung von Linern für die Kanalrenovierung, WAP, 1999, No. I, pp. 24-30.
• [11] Falter B., Structural design of linings. Proceedings to Underground Infrastructure Research Conference, Kitchener, 2001.
• [12] Glock D., Überkritisches Verhalten eines starr ummantelten Kreisrohres bei Wasserdruck von außen und Temperaturdehnung, Der Stahlbau, 1977, No. 7, pp. 212-217.
• [13] Guice L., Li J.Y., Buckling of encased elliptic thin ring, Journal of Engineering Mechanics, Vol. 121, No. 12, December 1995, pp. 1325-1329.
• [14] Guice L.K., Straughan T., Norris C., Bennett R., Long-term structural behaviour of pipeline rehabilitation systems, Trenchless Technology Center, Louisiana Tech University, August 1994.
• [15] Gumbel J.E., New approach to design of circular liner pipe to resist external hydrostatic pressure, published at the internet site: www.insituform.com (Resource Center - Technical Papers).
• [16] Kyriakides S., Propagating buckles in long confined cylindrical shells. International Journal of Solids and Structures, 1986, Vol. 22, No. 12, pp. 1579-1597.
• [17] Link H., Die Stabilitätsgrenze des starr ummantelten Kreisrohres unter äußerer Wasserdruckbelastung, Stahlbau, 1986, No. 7.
• [18] Shaw W.J., Sun C., Vinogradov A.M., One-way buckling of circular rings confined within a rigid boundary, Transactions of the ASME - Journal of Pressure Vessel Technology, 1995, Vol. 117, pp. 162-169.
• [19] Timoshenko S., Strength of materials, Vol. 2, 3nd edition, Van Nostrand Reinhold, New York, 1969.
• [20] Wagner V.. Beulnachweis bei der Sanierung von nichtbegehbaren, undichten Abwasserkanälen mit dem Schlauchverfahren, Dissertation, Technical University of Berlin, 1992.