Centrifuge testing to simulate buried reinforced concrete pipe joints subjected to traffic loading: Fid-Bau Portal

Centrifuge testing to simulate buried reinforced concrete pipe joints subjected to traffic loading

Xu, Ming

Les fuites d’eau dans la canalisation sont devenues un sérieux problème dans un bon nombre de pays. On a noté que, généralement, la grande partie des dommages causés aux réseaux de canalisation surviennent dans les joints, à l’endroit où deux tuyaux sont raccordés. Cette étude présente les résultats d’un programme d’essais à la centrifugeuse géotechnique dans le cadre duquel on a examiné la réponse d’une canalisation de 12 m de longueur (en échelle prototype) de grand diamètre en béton armé munie de joints étanches à emboîtement et bout uni qui a été soumise à trois configurations de charge de calcul selon les normes de l’American Association of State Highway and Transportation Officials. Les résultats montrent que la plupart des déplacements verticaux des tuyaux se sont produits durant les 10 premiers cycles de chargement de trafic. Sous un chargement de calcul en tandem, les déplacements des joints des tuyaux étaient considérablement plus élevés que ceux sous les deux autres configurations de charge de trafic. Une augmentation de l’épaisseur de la couverture de sol a atténué l’influence du chargement de surface et l’effet de l’augmentation fut le plus important sur les deux paires de roues simples des camions de conception en mode de passage. De plus, le chargement de surface a considérablement influencé les deux tuyaux du côté gauche et les deux tuyaux du côté droit du joint en essai, alors que les déplacements de la canalisation n’étaient pas symétriques. Bien que le joint situé directement sous la charge ait subi la plus importante rotation, la possibilité de fuite dans le deuxième joint dans la direction du bout uni orienté vers l’emboîtement était élevée aussi, à cause d’un important déplacement différentiel entre les tuyaux. [Traduit par la Rédaction]

Pipeline water leakage has become a serious problem in many countries. It has been widely noted that most of the damage to the pipelines occurs in the joints where two pipes are connected to each other. This paper presents the results of a geotechnical centrifuge testing program in which the response of a 12 m long (in prototype scale) large-diameter reinforced concrete pipeline with gasketed bell-and-spigot joints subjected to three standard American Association of State Highway and Transportation Officials design load configurations has been investigated. The results show that most vertical pipe movements occurred during the first 10 cycles of traffic loading. Under design tandem loading, the pipe joint displacements were significantly higher than those under the other two traffic load configurations. An increase of soil cover depth resulted in a reduced influence of surface loading, the effect of which was the most significant for two single pairs of wheels of design trucks in passing mode. Furthermore, two pipes on the left side and two pipes on the right side from the tested joint were influenced significantly by the surface loading, while the pipeline movements were not symmetrical. Although the joint directly under the load experienced the largest rotation, the possibility of leakage in the second joint in the spigot-to-bell direction was also high, due to large differential displacement between the pipes.