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塑料排污、排水管属重力流体管道。迄今为止,这是塑料管道用量最大的领域。塑料管材埋地安装时或在外界负载作用下都会发生形变。对于粘弹性材料来说,短期弹性变形不会影响管材的使用性能,但在长期外力作用下会发生永久变形,当永久变形达到一定程度时,管材会发生破坏,从而引起泄漏。这也是管材发生泄露的重要原因之一。实验和经验都表明,若外界负荷在设计范围内,管材变形发生时间的长短依赖于土质和安装条件,仅在一定期限内与时间有密切关系,之后其形变就会自然接近于停止,管材的形变处于相对稳定状态。这一点是我们利用蠕变比率进行埋地排水管材长期性能测试的重要假设。本研究通过恒定负荷实验,建立埋地非承压管材形变与时间的关系曲线,并假定他们具有某种线性关系,通过线性回归,外推两年时的形变量并计算管材的刚度,进而计算管材的蠕变比率。这个数据对于市政管道设计的理论计算和实际应用具有重要意义。
本文重点研究了蠕变比率试验的方法,主要包括试验温度、形变测量仪器精度、样品尺寸、形变测量方法等因素对蠕变比率结果的影响。并利用蠕变比率的试验结果尝试对管材长期性能进行预测。研究了蠕变比率与材料性能及环刚度之间的关系,得出以下结论:①弹性模量较高的材料,其蠕变比率低于弹性模量较低的材料,即长期蠕变性能优于弹性模量较低的材料;②管材的蠕变比率高低与环刚度的高低没有必然的关系,因此不能简单地通过管材的环刚度预测管材的蠕变比率。