Performance of buried pipes under different soil and loading conditions

Ramy Saadeldin, Yafei Hu, Amr Henni

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Aging Infrastructure

ABSTRACT: Pipeline systems have significantly improved living standards in many countries worldwide. Buried pipelines provide transportation of vital commodities, including water and oil/gas. These pipelines may experience severe working environments and significant deformations during their service life. The deformations of underground pipes are generally affected by two main factors: the pipes themselves, and the surrounding soil. Therefore, proper design and construction techniques are important improve the performance of the pipes. This paper investigated the performance of buried pipes under different soil and external loading conditions. A numerical soil-pipe interaction modeling approach using FlexPDE was implemented for solving the governing stress-strain partial differential equations. The numerical analysis was performed for various backfill materials and native soils around the pipe as well as multiple loading magnitudes. The model was validated using previously developed soil-pipe models and empirical equations. The results of this study highlighted the trends of the effect of the most significant design factors on the deformations of underground pipes.

RÉSUMÉ: Les systèmes de distribution ont considérablement amélioré le niveau de vie des pays à travers le monde et la qualité de la vie humaine depuis le début de la civilisation. Les systèmes de canalisations enterrées assurent le transport de biens de première nécessité, notamment l'eau et le pétrole/gaz. Ces canalisations peuvent connaître des environnements de service sévères et subir donc des déformations importantes au cours de leur durée de vie. Les déformations de ces canalisations sont généralement affectées par deux facteurs principaux: les canalisations elles-mêmes, et les sols les entourant. Par conséquent, une bonne conception et des techniques de construction adéquates peuvent améliorer la performance des canalisations. Cette simulation a pour objectif d™étudier la performance des canalisations enfouies sous le sol différent en fonction des conditions de charge externe. L™approche suivie dans la modélisation numérique de l'interaction conduites-sol utilise FlexPDE et a pour but de résoudre les équations fondamentales sous forme de dérivées partielles pour les systèmes sol-pipe. L'analyse numérique a été réalisée pour différents matériaux de remblai et des sols natifs autour des canalisations ainsi que pour différentes valeurs de la charge. Le modèle a été validé en utilisant des modèles sol des tuyaux précédemment développés et les équations empiriques. Les résultats de cette étude ont montré les tendances de l'effet des facteurs de conception les plus importantes sur les déformations des canalisations souterraines.

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