Die Hauptziele bei der Verbesserung der seismischen Leistung von Wasserversorgungsleitungen sind zwei: Einer besteht darin, die Wasserübertragungskapazität zu gewährleisten, um einen großen Bereich des Wasserdruckverlusts zu verhindern, um Feuer und kritische Einrichtungen im Notfall Wasser zu versorgen. Die zweite besteht darin, den Schaden der Pipeline zu minimieren, um eine schnelle Reparatur zu erleichtern. Mit anderen Worten, wenn sie mit Erdbebenkatastrophen konfrontiert sind, sollte ein Wasserversorgungssystem eine höhere Anpassungsfähigkeit aufweisen.
Die Verhinderung von Wasserhauptbrüchen ist für die Aufrechterhaltung des normalen Betriebs des Wasserversorgungssystems von entscheidender Bedeutung. Das PE4710 -Rohrleitungssystem (gleichwertig mit dem PE100) hat die niedrigste Wahrscheinlichkeit von Bruch und Leckage eines Wasserrohrs, was dazu beiträgt, alle oben genannten Ziele zu erreichen.
Wellenausbreitung und dauerhafte Bodenverformung sind die Hauptursachen für vergrabene Pipelineschäden. Aufgrund der Existenz von axialer Kraft und Biegestress führt die Bodenbewegung zu axialen und Biegestämmen in der Rohrleitung. Materialien mit hoher Starrheit (hohe zulässige Spannung) haben im Allgemeinen eine begrenzte Verformungsfähigkeit. Die von Polyethylen (PE) dargestellten duktilen Materialien (niedrig zulässige Spannung) haben eine gute Verformungsfähigkeit und -bindung.
Die seismische Fähigkeit des Pipeline -Systems spiegelt sich durch die Anpassungsfähigkeit an die Oberflächenstamme wider. Seismische Schüttelfrost oder seismische Wellenausbreitung können in der Bodenspannung ausreichen, um selbst die am stärksten gefährdeten Rohre zu beschädigen. Verwerfungsrisse, Erdrutsche, Bodenwechsel in Schlamm und die daraus resultierende Siedlung und/oder laterale Ausbreitung, Bodenabsenkung und Hebung können zu einer größeren Bodenbelastung führen, was zu großen Flächen von vergrabenen Pipelines führt. Tabelle B-1 listet die weltweiten Bodendehnungsdaten auf, die aufgrund einer dauerhaften Bodenverformung beobachtet wurden.
Tabelle B-1 beobachtete Erdungspannung aufgrund dauerhafter Bodendeformation
Der erforderliche Bereich der Bodenbelastung für Rohrleitungen liegt zwischen 0,05% und 4,5%. In einem Bericht des American Electric Power Research Institute aus dem Jahr 2008 wurden die Messungen der Dehnungskapazität des PE4710 -Materials angegeben. Bei einer Temperatur von 50 ° F beträgt die durchschnittliche Zuggedehnung des PE4710 -Rohrs 9,9%, während der durchschnittliche ultimative Zugstamm 206%beträgt. Das Polyethylenrohr bewegt sich als Reaktion auf Bodenbewegung, anstatt Lasten zu widerstehen, die dazu führen, dass starre oder spröde Rohre brechen. Bei den meisten seismischen Ereignissen wird sich das geschweißte (geschweißte) Polyethylen (HDPE) hohe Dichte biegen, brechen oder trennten sich jedoch nicht (Nicht-Seal-Verbindung), wodurch eine normale Wasserversorgung aufrechterhalten wird. Es ist zu beachten, dass alle Verbindungen von PE -Rohren mit anderen Strukturen, Zusatzanlagen und Komponenten höheren Differentialbelastungen ausgesetzt sein können. Der Zusammenhang dieser Teile sollte sorgfältig geplant und entwickelt werden, um das Risiko eines Bruchs zu verringern.
Die Zugdauer des PE4710 -Rohrs beträgt ungefähr doppelt so hoch wie die durch die beobachtete maximale Größe verursacht, und der ultimative Anstieg von PE4710 beträgt mehr als das 40 -fache der des Spitzenmodels. Die durch theoretische Berechnung erhaltene Leistung stimmt mit der Verwendung der Polyethylenpipeline im Erdbeben überein. Die geschweißte HDPE -Wasserversorgungslinie hat sich im Erdbeben gut abgebaut. Tabelle B-2 gibt teilweise Beobachtungen vergangener Erdbeben in Japan (Omuro und Himono, 2018).
Tabelle B-2-Daten, die bei früheren Erdbeben in Japan beobachtet wurden
Die seismische Leistung von Pipelines sollte bewertet werden, einschließlich Zähigkeit, axialer Dehnungskapazität, zulässiger Biegeradius, Gelenkfestigkeit, Stabilität und vorhandener Pipeline -Erkrankung. Eine große Anzahl von seismischen Erfahrungen zeigt, dass die Hauptpipelinien der HDPE -Wasserversorgung gemäß den Standards der ASTM -Rohrserie unter den meisten seismischen Lastbedingungen den normalen Betrieb aufrechterhalten können. Wenn die seismischen Leistungsanforderungen des Hauptrohrs der Wasserversorgung hoch sind, sollte die Verwendung von geschweißten HDPE -Rohren in Betracht gezogen werden, da die seismische Leistung von HDPE -Rohren zuverlässiger ist und sie sich an die verschiedenen Stämme des Bodens anpassen können, die durch Erdbeben erzeugt werden, und den normalen Betrieb aufrechtzuerhalten.
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