超高分子量聚乙烯管道长年真空失稳问题浅析

把工业废水回用水管道两端按近似密闭状态计算，工业废水回用水超高分子量聚乙烯管道系统 水平段在水栗停止运行后产生的临界压力是0.0815MPa,该值略小于表1对应管径的持久临界压力(0.10MPa)管道在此情况下出现失稳变形的原因主要是表1计算选取的管道壁厚为10.5mm，该工程采用的管道壁厚为9.5mm，在不考虑钢丝直径、根数差异的前提下计算，后者失稳临界压力相当于前者的74%(0.074MPa)，略小于出现失稳变形的临界压力。 超高分子量聚乙烯管道失稳临界压力与弹性模量一次乘幂、壁厚三次乘幂成正比，与半径三次乘幂成反比。因此对相同公称压力的管材，失稳临界压力随着直径增大而减小；对相同公称压力的复合管和塑料管，考虑骨架的增强作用，复合管壁厚一般要小于同种材质的塑料管，因此临界压力也会小于塑料管的临界压力。复合管壁厚只有塑料电熔管件壁厚(公称压力3.5MPa)的1/4~1/2,这也是管道出现失稳变形而管件则保持原来形状的 主要原因 屈曲分析是假定复合管为理想弹性体，忽略时间对复合管屈曲的影响，管道结构突然发生失稳的压力具有瞬时性，称为瞬时临界失稳压力。但超高分子量聚乙烯管道中的高密度聚乙烯是典型的黏弹性材料，具有明显的蠕变和松她特性。在正外压载荷的持续作用下，复合管可能经历一段时间后出现一'种延迟屈曲，称为蠕变屈曲 为便于估算超高分子量聚乙烯管道蠕变失稳的持久临界压力，针对复合管中只有高密度聚乙烯是黏弹性材料，用蠕变模量代替弹性模量，取蠕变模量为200MPa、高密度聚乙烯50年泊松比为0.48,计算得出不同公称外径复合管蠕变失稳的持久临界压力。

超高分子量聚乙烯管在高速公路软基处理方面的

超高分子量聚乙烯管道排水管是一种依靠机械作用力插入高速公路软土基层，帮助软土地基排出孔隙水，从而使土地固结的垂直结构排水部件。塑料排水管的组成类型一般可分为单一型和复合型两种，其中单一型仅由一层排水通道组成，由于排水效果差已逐渐被复合型塑料排水管替代。复合型塑料排水管由滤水膜、基本骨架结构和排水通道芯板三部分共同组成，其中滤水外膜材料为土工布，作用是将软土地基中水分子过滤到排水体系中，同时防止土壤中其他成分被排出，影响土壤总含量和结构组成。 承重结构，使塑料排水管作为高速公路基底的一部分能保持一定的承重能力和防变形能力。排水通道芯板是塑料排水管 重要的结构，采用高分子聚乙烯塑料制作而成，具有一定的抗酸碱腐蚀能力，芯板表面光滑，两侧均包含数根排水沟渠，形成板状排水通道，能将经过滤水外膜过滤后的水排出路基外。 超高分子量聚乙烯管道排水管的优异技术性能表现在以下几个方面： 1)通水性能。塑料排水管的通水性能将直接决定软土地基的固结程度和固结时间，所以优质的塑料排水管应具有良好的通水能力。影响塑料排水管通水能力的因素包括塑料排水管本身特性如芯板强度、滤膜渗透系数等，也包括施工条件如放置深度、预压荷载等，同时还取决于软土地基土壤的土质、位置变化情况等。考虑到以上影响因素，同时为了保证在 不利的条件下塑料排水管的通水性能仍能满足需要，可参照国家标准规定，选择可弯曲材质作为塑料排水管材料，在对其施加压力达350kPa时，通水量仍应不小于15cm／s。 2)力学性能。塑料排水管中的基本骨架结构为其提供所需抗压强度，同时排水通道芯板所用高分子聚乙稀塑料使其具有良好的拉伸强度和弹性模量，一方面能抵抗施工过程中所受综合拉力，另一方面也可缓冲地面荷载作用。此外，塑料排水管还应具备一定的伸缩性能和抗弯曲性能，以适应土体结构发生形变时的状态。 3)渗透性能。超高分子量聚乙烯管道排水管滤水外膜应具有能在低进水阻的土壤条件下排出水的能力，且在长期工作被淤泥堵住后，透水能力仍能满足需求，因此，可根据土壤颗粒大小和含水量来选择塑料排水管滤水外膜