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塑料埋地排水管屬于柔性管，在破壞前容許有很大變形量。眾所周知，埋地柔性管承受負(fù)載依靠的是管土共同作用。雖然管土共同作用的基本理論(以Spangler公式為代表)在上世紀(jì)40年代就已經(jīng)提出，但是近年國(guó)際上仍然在不斷開(kāi)展試驗(yàn)研究，并結(jié)合實(shí)用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，逐步在提高對(duì)于柔性管的認(rèn)識(shí)。
我國(guó)在推廣塑料埋地排水管應(yīng)用中各方面提出了許多問(wèn)題，這些重要的問(wèn)題涉及有關(guān)塑料性能和土力學(xué)等多方面的專業(yè)知識(shí)，較容易產(chǎn)生誤解。本文將根據(jù)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)資料和研究成果對(duì)這一問(wèn)題作一些解答和分析。
一些設(shè)計(jì)方和用戶方的人士很擔(dān)心塑料埋地排水管鋪設(shè)后會(huì)長(zhǎng)期不斷增大變形。他們的擔(dān)心是很容易理解的，因?yàn)閺膶?shí)踐中可以看到確實(shí)有些塑料埋地排水管在鋪設(shè)后變形有增加，而且工程界的人士大都知道塑料在受到恒定負(fù)載時(shí)應(yīng)變可能不斷增加(即所謂蠕變現(xiàn)象)。所以有些用戶不敢應(yīng)用塑料埋地排水管就是擔(dān)心鋪設(shè)后會(huì)長(zhǎng)期不斷增大變形，擔(dān)心長(zhǎng)期不斷增大變形會(huì)使連接密封被破壞和排水功能受影響，尤其是擔(dān)心會(huì)造成管道上方地面的沉降和路面的損壞。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解答是：
在塑料埋地排水管鋪設(shè)以后就會(huì)有一定的變形量(稱為‘鋪設(shè)變形’，或稱‘初始變形’)，鋪設(shè)完成以后，尤其是受到通過(guò)車(chē)輛的動(dòng)負(fù)載后塑料埋地排水管可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)逐步增加變形。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，塑料埋地排水管的變形就穩(wěn)定下來(lái)(達(dá)到‘最終變形’)，以后變化就很小了。穩(wěn)定下來(lái)后即使承受重交通負(fù)載也不會(huì)引起管材變形量明顯增加。
從鋪設(shè)到穩(wěn)定的時(shí)間稱為“穩(wěn)定時(shí)間t-es”。
這個(gè)穩(wěn)定時(shí)間可能小到零，也可能較長(zhǎng)，一般不超過(guò)2年。決定穩(wěn)定時(shí)間的是鋪設(shè)的質(zhì)量，即取決于鋪設(shè)后管道周?chē)寥莱两档目赡芰浚c管材的性能(蠕變性能)無(wú)關(guān)。
歐洲熱塑性塑料管材和管件協(xié)會(huì)TEPPFA(European Thermoplasticspipe and fittingassociation)和歐洲塑料生產(chǎn)商協(xié)會(huì)APME(Associationof Plastics Manufacturesn Europe)為了制定埋地塑料管設(shè)計(jì)和鋪設(shè)的歐洲統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，組織了一次大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)研究(1996年到1999年)。這次試驗(yàn)研究的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)理論研究、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和實(shí)地全尺度試驗(yàn)結(jié)合。最后報(bào)告的結(jié)論來(lái)自在不同條件下(不同的原土條件、填埋材料、鋪設(shè)質(zhì)量、管道材料、環(huán)剛度)實(shí)地全尺度試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)。
多年來(lái)歐美各國(guó)做過(guò)不少塑料埋地排水管在鋪設(shè)后變形情況的試驗(yàn)，結(jié)論都是一致的：
變形量的增加僅僅發(fā)生在初期，土壤沉降階段后變形量就穩(wěn)定下來(lái)，之后即使由于交通承受更重的負(fù)載也不會(huì)引起管材變形量明顯增加。
例如美國(guó)交通運(yùn)輸與道路實(shí)驗(yàn)室TRRL在1974年發(fā)表了一項(xiàng)埋在主干道下的UPVC管材在施工中和施工后情況的實(shí)驗(yàn)研究成果，有關(guān)數(shù)據(jù)表明：最明顯的變形增加發(fā)生在鋪設(shè)后道路施工前5天用重型平土機(jī)(heavyscrapers)碾壓時(shí)(大約碾壓過(guò)70~100次，部分負(fù)載為15t，部分負(fù)載為32t);在道路施工完成后，使用能產(chǎn)生38t靜態(tài)軸負(fù)載的特殊車(chē)輛試驗(yàn)，變形量再無(wú)明顯變化。根據(jù)這些試驗(yàn)研究和國(guó)外長(zhǎng)期實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，可以肯定塑料埋地排水管鋪設(shè)后不會(huì)長(zhǎng)期不斷地增大變形。如果鋪設(shè)情況良好(回填壓實(shí)良好)鋪設(shè)后變形很快就穩(wěn)定下來(lái)不再增加;即使鋪設(shè)情況較差，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間土壤的沉降，變形也會(huì)穩(wěn)定下來(lái)不再明顯增加(即使承受重交通負(fù)載)。決定柔性管變形的是鋪設(shè)的質(zhì)量，而不是柔性管的材料性能。
