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埋管钢衬在周围岩石的束缚下承受外压力发作变形时,与地上钢管有很大不同,如图8-40所示。假如外压值添加到必定值时,钢衬将发作塑性活动而导致大变形,部分钢衬脱离混凝土,而其余部分钢衬则与混凝土紧密接触,此刻钢衬已损失其使用性能,其相应的外压力为临界压力。
埋管钢衬的临界压力与材料的屈从强度和初始缝隙值直接有关。这是埋管与明钢管外压下失稳的重要区别。
(三)钢衬临界外压力核算
1.光面钢管
在均匀外水压力作用下,光面钢管的核算公式颇多,在我国比较常用的是阿姆斯图兹(Amstutz)公式。国内外实践工程的地下埋管失稳损坏和模型实验失稳损坏的实例说明,其损坏形状与阿氏公式假定的变形形状相符,阿氏公式的核算成果比较挨近模型实验值。因此我国钢管规划规范推荐阿氏公式作为首要核算公式。阿氏假定,当外压逾越钢衬的临界外压时,一部分的钢衬首要失稳,委曲成三个半波,一个向内,两个向外,如图8-40所示。在被压屈部分,钢衬中的较大应力达到了材料的屈从强度σs。根据以上假定,阿氏导出的临界外压力的公式为
核算时由式(8-53)先用试算法求出σN,再由式(8-54)求Pcr。
假如选用高强度钢,若σs>0.67σb(σb为钢材的极限强度),则选用σs=0.67σb。
需求指出的是,影响埋管外压安稳的要素许多,而且许多要素难于确认,例如外压力的大小和分布,缝隙的大小和分布,钢衬的不圆度和部分缺陷等。因此理论公式的核算成果只能起参阅作用。开始核算时也可用下面的经历公式:(8-55)
该公式是根据38个不同国家、不同实验者在不一起期得出的模型实验材料,用回归剖析的办法树立的,其相关性很好。核算时,Pcr和σs的单位均选用N/mm2。
(零五)