Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Kinematics of jointed pipes and design estimates of joint rotation under differential ground movements
Des essais en centrifugeuse réalisés sur des modèles réduits ont permis d’étudier la cinématique de pipelines assemblés à l’aide de joints et traversant des failles normales dans le sol. Le modèle réduit de pipeline a été fabriqué à l’échelle 1:30 à partir de segments de tiges d’aluminium de section transversale semi-circulaire. Des tiges filetées ont permis de connecter les segments entre eux et de fabriquer différents modèles de joints dont la rigidité en flexion longitudinale était égale à 3 à 47 % de la rigidité en flexion des segments de pipeline. Ces derniers ont été placés contre une des parois de verre de la boîte d’essai et enfouis dans le sable. Durant les essais, sous une accélération de 30g, les pipelines ont été soumis à des mouvements différentiels du sol dont l’amplitude pouvait atteindre 70 % du diamètre des pipelines et les mouvements de ces derniers ont été observés en continu à l’aide de la vélocimétrie par images de particules. On démontre que les amplitudes de rotation aux jonctions des segments étaient maximales lorsque la zone de cisaillement généré par la faille dans le sol traverse les joints et non les segments et que la rigidité des joints influait peu sur la cinématique des pipelines. Un modèle cinématique simplifié est présenté, qui permet une estimation directe et fiable de l’amplitude maximale de rotation des joints. [Traduit par la Rédaction]
Centrifuge testing of reduced-scale models has been used to examine the kinematics of jointed pipelines crossing normal ground faults. The model pipeline was fabricated at 1/30th scale using segments of a semicircular cross section cut from an aluminum rod. Threaded rods were used to connect those segments and model a variety of joints having longitudinal bending stiffnesses from 3% to 47% of the bending stiffness of the pipe segments. The semicircular segments were placed against a glass sidewall of the test box and buried in sand. During testing under 30g, differential ground movements of up to 70% of the pipe diameter were imposed, and the pipe movements were monitored using particle image velocimetry. It is shown that maximum rotations occur at the joints when the shear zone generated by the ground fault passes across the joint rather than the pipe segment, and that joint stiffness has little impact on the pipe kinematics. A simplified kinematic model is introduced that permits straightforward, safe estimates of maximum joint rotation.
Kinematics of jointed pipes and design estimates of joint rotation under differential ground movements
Des essais en centrifugeuse réalisés sur des modèles réduits ont permis d’étudier la cinématique de pipelines assemblés à l’aide de joints et traversant des failles normales dans le sol. Le modèle réduit de pipeline a été fabriqué à l’échelle 1:30 à partir de segments de tiges d’aluminium de section transversale semi-circulaire. Des tiges filetées ont permis de connecter les segments entre eux et de fabriquer différents modèles de joints dont la rigidité en flexion longitudinale était égale à 3 à 47 % de la rigidité en flexion des segments de pipeline. Ces derniers ont été placés contre une des parois de verre de la boîte d’essai et enfouis dans le sable. Durant les essais, sous une accélération de 30g, les pipelines ont été soumis à des mouvements différentiels du sol dont l’amplitude pouvait atteindre 70 % du diamètre des pipelines et les mouvements de ces derniers ont été observés en continu à l’aide de la vélocimétrie par images de particules. On démontre que les amplitudes de rotation aux jonctions des segments étaient maximales lorsque la zone de cisaillement généré par la faille dans le sol traverse les joints et non les segments et que la rigidité des joints influait peu sur la cinématique des pipelines. Un modèle cinématique simplifié est présenté, qui permet une estimation directe et fiable de l’amplitude maximale de rotation des joints. [Traduit par la Rédaction]
Centrifuge testing of reduced-scale models has been used to examine the kinematics of jointed pipelines crossing normal ground faults. The model pipeline was fabricated at 1/30th scale using segments of a semicircular cross section cut from an aluminum rod. Threaded rods were used to connect those segments and model a variety of joints having longitudinal bending stiffnesses from 3% to 47% of the bending stiffness of the pipe segments. The semicircular segments were placed against a glass sidewall of the test box and buried in sand. During testing under 30g, differential ground movements of up to 70% of the pipe diameter were imposed, and the pipe movements were monitored using particle image velocimetry. It is shown that maximum rotations occur at the joints when the shear zone generated by the ground fault passes across the joint rather than the pipe segment, and that joint stiffness has little impact on the pipe kinematics. A simplified kinematic model is introduced that permits straightforward, safe estimates of maximum joint rotation.
Kinematics of jointed pipes and design estimates of joint rotation under differential ground movements
Take, W. Andrew (Autor:in) / Saiyar, Masoumeh / Moore, Ian D
2015
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Faults (Geology) , Underground pipe lines , joints , Design and construction , failles normales dans le sol , Geological research , conception , Kinematics , design , rotation , buried pipeline , Engineering research , normal ground fault , Bending , pipeline enfoui , Aluminum , Pipelines , Joints (Engineering) , Research , Properties
| British Library Online Contents | 2015
A probabilistic model for joint-movements in jointed concrete pavement
| Springer Verlag | 2003
Post-failure fracture angle of brittle pipes subjected to differential ground movements
| Online Contents | 2015
Numerical parametric study of tunneling-induced joint rotation angle in jointed pipelines
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