埋地PVC管纵向断裂失效预测概率模型

摘要：

针对存在初始裂纹缺陷的埋地PVC管在荷载作用下的纵向断裂失效问题,基于管道环向受力特性和裂纹扩展经验公式建立失效预测模型,并在此基础上运用蒙特卡罗法(MC)对模型和参数的不确定性进行随机模拟,给出管道失效风险率随服役时间变化的规律.计算结果表明:MC数值模拟结果与实测值吻合良好,说明失效预测模型的合理性;裂纹增长是一个由慢到快的过程,初始裂纹越大,失效时间越短;失效风险率在开始的20年内达到最高,随后逐渐减小;所有参数都作为随机变量考虑时与只有初始裂纹为随机变量时相比,失效风险率提高近一倍;管道初始裂纹、内压、残余应力和壁厚是影响管道失效时间的四个重要因素,管道内压和残余应力增加都导致管道失效率变大,准确的给出管道初始裂纹的分布对PVC管纵向断裂失效预测尤为重要.能够减小PVC管初始裂纹缺陷的生产工艺和施工技术可以有效提高管道的使用寿命.

关键词：埋地管道、纵向断裂、蒙特卡罗、初始缺陷、失效预测

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分类号：TU990.3;TB114.3(地下建筑)

资助基金：教育部新世纪优秀人才支持计划项目NCET-04-0525;国家自然科学基金50708091;国家水体污染控制与治理科技重大专项经费项目2008ZX07425-008

在线出版日期：2010-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：199-204