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(2) 钢衬与混凝土之间接缝灌浆压力。接缝灌浆压力一般为0.2MPa。
(3) 回填混凝土时流态混凝土的压力。其值决定于混凝土一次浇筑的高度,最大可能值等于混凝土容重乘以一次浇筑高度。
(二) 埋管钢衬在外压下失稳的特征
钢村承受流态混凝土压力时,因钢衬尚无约束,类似明钢管承受外压。钢村在承受地下水压力和灌浆压力时,已经受到混凝土垫层的约束。灌浆压力沿管周不是均布的,地下水压力则可认为是均布的。
埋管钢衬在周围岩石的约束下承受外压力产生变形时,与地面钢管有很大不同,如图8-40所示。如果外压值增加到一定值时,钢衬将发生塑性流动而导致大变形,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,此时钢衬已丧失其使用性能,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服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) 钢衬临界外压力计算
1.光面钢管
在均匀外水压力作用下,光面钢管的计算公式颇多,在我国比较常用的是阿姆斯图兹(Amstutz)公式。国内外实际工程的地下埋管失稳破坏和模型实验失稳破坏的实例说明,其破坏形态与阿氏公式假设的变形形态相符,阿氏公式的计算结果比较接近模型试验值。因此我国钢管设计规范推荐阿氏公式作为主要计算公式。阿氏假定,当外压超过钢衬的临界外压时,一部分的钢衬首先失稳,屈曲成三个半波,一个向内,两个向外,如图8-40所示。在被压屈部分,钢衬中的最大应力达到了材料的屈服强度σs。根据以上假定,阿氏导出的临界外压力的公式为
——钢衬屈曲部分由外压直接引起的环向应力;
计算时由式(8-53)先用试算法求出σN,再由式(8-54)求Pcr
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