De huvudsakliga målen med att förbättra vattenledningarnas seismiska prestanda är två: det ena är att säkerställa vattenöverföringskapaciteten, för att förhindra vattentrycksförlust i stora områden, för att kunna leverera vatten till brandkårer och kritiska anläggningar i en nödsituation; det andra är att minimera skadorna på rörledningen för att underlätta snabb reparation. Med andra ord, vid jordbävningar bör ett vattenförsörjningssystem ha en högre anpassningsförmåga.
Att förhindra vattenledningsbrott är avgörande för att upprätthålla normal drift av vattenförsörjningssystemet. Rörsystemet PE4710 (motsvarande PE100) har den lägsta sannolikheten för brott och läckage av alla vattenrör, vilket bidrar till att uppnå alla ovanstående mål.
Vågutbredning och permanent markdeformation är de främsta orsakerna till skador på nedgrävda rörledningar. På grund av förekomsten av axialkraft och böjspänning leder markrörelser till axiella och böjspänningar i rörledningen. Material med hög styvhet (hög tillåten spänning) har i allmänhet en begränsad förmåga att deformeras. De duktila materialen som representeras av polyeten (PE) (låg tillåten spänning) har god deformationsförmåga och seghet.
Rörledningssystemets seismiska förmåga återspeglas i dess anpassningsförmåga till markbelastning. Seismisk skakning eller seismisk vågutbredning kan orsaka markbelastningar som är tillräckliga för att skada även de mest sårbara rören. Förkastningssprickbildning, jordskred, jordförändring till lera och resulterande sättning och/eller sidledsspridning, marksättningar och höjning kan orsaka större markbelastning, vilket resulterar i skador på stora områden med nedgrävda rörledningar. Tabell B-1 listar markbelastningsdata som observerats runt om i världen på grund av permanent markdeformation.
Tabell B-1 Observerad markspänning på grund av permanent markdeformation
Det erforderliga intervallet för marktöjning för rörledningar ligger mellan 0,05 % och 4,5 %. I en rapport från 2008 från American Electric Power Research Institute angavs töjningskapacitetsmätningar för PE4710-materialet. Vid en temperatur på 10 °C är den genomsnittliga sträcktöjningen för PE4710-rör 9,9 %, medan den genomsnittliga maximala dragtöjningen är 206 %. Polyetenröret kommer att röra sig som svar på markrörelser, snarare än att motstå belastningar som kan orsaka att styva eller spröda rör går sönder. Vid de flesta seismiska händelser kommer det svetsade (svetsade) högdensitetspolyeten (HDPE)-röret att böjas, men kommer inte att gå sönder eller separera (icke-tätande anslutning), vilket bibehåller en normal vattenförsörjning. Det bör noteras att alla anslutningar av PE-rör med andra konstruktioner, hjälpanläggningar och komponenter kan utsättas för högre differentiella belastningar. Anslutningen av dessa delar bör noggrant planeras och utformas för att minska risken för brott.
Dragspänningen för PE4710-röret är ungefär dubbelt så stor som markspänningen orsakad av den observerade maximala magnituden, och den ultimata töjningen för PE4710 är mer än 40 gånger så stor som den maximala markspänningen. Prestandan som erhållits genom teoretisk beräkning överensstämmer med användningen av polyetenrörledningar vid jordbävningar. Den svetsade HDPE-vattenförsörjningsledningen presterade väl under jordbävningen. Tabell B-2 ger partiella observationer av tidigare jordbävningar i Japan (Omuro och Himono, 2018).
Tabell B-2 Data observerade under tidigare jordbävningar i Japan
Rörledningarnas seismiska prestanda bör utvärderas, inklusive seghet, axiell töjningskapacitet, tillåten böjningsradie, fogstyrka, stabilitet och rörledningens befintliga skick. En stor mängd seismiska erfarenheter visar att HDPE-vattenförsörjningsrörledningar i enlighet med ASTM-rörseriens standarder kan upprätthålla normal drift under de flesta seismiska belastningsförhållanden. När de seismiska prestandakraven för vattenförsörjningsröret är höga bör användningen av svetsade HDPE-rör övervägas, eftersom HDPE-rörens seismiska prestanda är mer tillförlitlig och de kan anpassa sig till de olika markbelastningar som genereras av jordbävningar och upprätthålla normal drift.
CHUANGRONGis a share industry and trade integrated company, established in 2005 which focused on the production of HDPE Pipes, Fittings & Valves, PPR Pipes, Fittings & Valves, PP compression fittings & Valves, and sale of Plastic Pipe Welding machines, Pipe Tools, Pipe Repair Clamp and so on. If you need more details, please contact us +86-28-84319855, chuangrong@cdchuangrong.com, www.cdchuangrong.com
Publiceringstid: 6 mars 2025
