一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法技术

本发明专利技术公开的一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法，包括以下步骤：步骤1，根据设计资料或现场测量得到塑料排水管道的属性参数；步骤2，计算管顶单位面积的竖向土压力标准值；步骤3，计算地面堆积荷载或车辆荷载传至管顶单位面积的竖向压力标准值；步骤4，根据施工现场情况确定道管中心处沟槽开挖宽度；步骤5：计算塑料排水管道的允许变形率；步骤6：计算管侧土变形模量的允许取值范围；步骤7，确定塑料排水管道的回填材料变形模量的取值范围。本发明专利技术对塑料排水管道管周回填材料的变形模量进行计算，以满足塑料排水管道与回填材料和管周土体的协调变形，减小塑料排水管道的位移变形，保证其排水畅通。

【技术实现步骤摘要】
一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法
本专利技术涉及水利工程
，尤其涉及一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法。
技术介绍
随着城镇化建设的大力开展以及城市内涝灾害频发，市政排水管网系统也在迅速发展，大口径塑料排水管道得到了广泛的应用。对于塑料排水管道的敷设或者维修改造，通常需要先进行沟槽开挖，待施工完成后再进行回填复原。塑料排水管道的回填材料现在多采用中粗砂，并需要达到相应标准的回填密度，以此来保证塑料排水管道满足受力变形要求。伴随着国内很多城市江海河湖禁止或者限制采砂，导致满足工程设计要求的中粗砂材料在建材市场上日益缺乏，成本显著增加，越来越多的新型回填材料应运而生。考虑到敷设的塑料排水管道与回填材料、原状土体之间需共同协调变形，回填材料的变形模量若过小或与原状土体的变形模量相差过大，则有可能会造成塑料排水管道的变形过大，不利于其正常稳定运行。为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：针对现有技术的不足而提供一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法。本专利技术所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法，包括以下步骤：步骤1，根据设计资料或现场测量得到塑料排水管道的属性参数，属性参数包括管道外径D1、环刚度Sp和管道周边原状土变形模量En；步骤2，根据以下公式计算管顶单位面积的竖向土压力标准值qsv，k：qsv，k＝γs×(Hs-Hw)+γs，sat×Hw其中，γs为回填土重力密度，γs，sat为回填土饱和重力密度，Hs为管顶覆土深度，Hw为管顶以上地下水的深度；步骤3，计算地面堆积荷载或车辆荷载传至管顶单位面积的竖向压力标准值qvk：若考虑地面堆积荷载时，qvk则按10kN/m2计算；若考虑车辆荷载时，可按以下公式计算qvk：其中，n为轮压数量，μd为车辆荷载动力系数并由下表得到车辆荷载动力系数μd的取值，Qvk为车辆单个轮压标准值，a为单个车轮着地长度，b为单个车轮着地宽度，dj为相邻两个轮压间的净距；步骤4，根据施工现场情况确定道管中心处沟槽开挖宽度Br，并由下表得到计算参数α1和α2的取值；Br/D11.52.02.53.04.05.0α10.2520.4350.5720.6800.8380.948α20.7480.5650.4280.3200.1620.052步骤5：按以下公式计算塑料排水管道的允许变形率wd，max：wd，max＝0.05D1步骤6：按以下公式计算管侧土变形模量Ed的允许取值范围：其中，DL为变形滞后效应系数，Kd为管道变形系数，ψq为可变荷载的准永久值系数；步骤7，根据以下公式确定塑料排水管道的回填材料变形模量的取值范围Ee：由于采用了如上技术方案，本专利技术的有益效果在于：本专利技术根据管道材质及管周原状土体的性质，对塑料排水管道管周回填材料的变形模量进行计算，以满足塑料排水管道与回填材料和管周土体的协调变形，减小塑料排水管道的位移变形，保证其排水畅通。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的塑料排水管道的位置示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。本专利技术针对塑料排水管道的沟槽回填工程，如图1所示，通过计算分析得出对回填材料变形模量的要求取值范围。本专利技术的塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法，包括以下步骤：步骤1，根据设计资料或现场测量得到塑料排水管道的属性参数，属性参数包括管道外径D1(mm)、环刚度Sp(kN/m2)和管道周边原状土变形模量En(kN/m2)；步骤2，根据公式(1)计算管顶单位面积的竖向土压力标准值qsv，k：qsv，k＝γs×(Hs-Hw)+γs，sat×Hw(1)其中，γs为回填土重力密度，可取18kN/m3，γs，sat为回填土饱和重力密度，可取19kN/m3，Hs为管顶覆土深度(m)，Hw为管顶以上地下水的深度(m)；步骤3，计算地面堆积荷载或车辆荷载传至管顶单位面积的竖向压力标准值qvk(kN/m2)：若考虑地面堆积荷载时，qvk则按10kN/m2计算；若考虑车辆荷载时，可按公式(2)计算qvk：其中，n为轮压数量，μd为车辆荷载动力系数并由表1得到车辆荷载动力系数μd的取值，Qvk为车辆单个轮压标准值，可按70kN/m2取值，a为单个车轮着地长度(m)，b为单个车轮着地宽度(m)，dj为相邻两个轮压间的净距(m)；表1为车辆荷载动力系数μd的取值步骤4，根据施工现场情况确定道管中心处沟槽开挖宽度Br，并由表2得到计算参数α1和α2的取值；表2为计算参数α1和α2的取值Br/D11.52.02.53.04.05.0α10.2520.4350.5720.6800.8380.948α20.7480.5650.4280.3200.1620.052步骤5：按公式(3)计算塑料排水管道的允许变形率wd，max(mm)：wd，max＝0.05D1(3)步骤6：按公式(4)计算管侧土变形模量Ed(kN/m2)的允许取值范围：其中，DL为变形滞后效应系数，可根据管道回填压实度取1.20～1.50，当回填材料压实系数大于95％时，DL可取1.50；Kd为管道变形系数，可按0.1取值，Kd为管道变形系数，可按0.1取值，ψq为可变荷载的准永久值系数，可按0.5取值；步骤7，根据公式(5)确定塑料排水管道的回填材料变形模量的取值范围Ee(kN/m2)：本专利技术根据管道材质及管周原状土体的性质，对塑料排水管道管周回填材料的变形模量进行计算，以满足塑料排水管道与回填材料和管周土体的协本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，根据设计资料或现场测量得到塑料排水管道的属性参数，属性参数包括管道外径D

【技术特征摘要】
1.一种塑料排水管道管周回填材料变形模量的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据设计资料或现场测量得到塑料排水管道的属性参数，属性参数包括管道外径D1、环刚度Sp和管道周边原状土变形模量En；
步骤2，根据以下公式计算管顶单位面积的竖向土压力标准值qsv，k：
qsv，k＝γs×(Hs-Hw)+γs，sat×Hw
其中，γs为回填土重力密度，γs，sat为回填土饱和重力密度，Hs为管顶覆土深度，Hw为管顶以上地下水的深度；
步骤3，计算地面堆积荷载或车辆荷载传至管顶单位面积的竖向压力标准值qvk：
若考虑地面堆积荷载时，qvk则按10kN/m2计算；
若考虑车辆荷载时，可按以下公式计算qvk：



其中，n为轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：季永兴，司鹏飞，沈浩，
申请(专利权)人：上海市水利工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31