NUMERICAL MODELING OF STRESS REDUCING EFFECTS OF RIGID INCLUSIONS ABOVE BURIED FRP PIPES

Dahlia Hafez, Alper Turan, M. Hesham El Naggar

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Transportation and Linear Infrastructure I / Transports et infrastructures linéaires I

ABSTRACT: Buried fibreglass reinforced-plastic (FRP) pipes are widely used in process industry, where, they are often subjected to large hauling loads. Few traditional protection approaches are in use. The inclusion of a reinforced concrete (RC) structural element above the crown of the pipe is a commonly adopted procedure. This paper presents a series of numerical analyses that parametrically study the interaction between the FRP Pipe-Soil-Rigid Inclusion system. Finite Element (FE) stress/deformation analyses of buried FRP pipes subjected to truck loads and protected by a rigid RC slab-on-grade are performed. The effect of using a RC slab-on-grade on the deformation of pipes is investigated considering different axle loading scenarios and different RC slab widths and thicknesses. The results show that the use of a RC slab-on-grade significantly reduces pipe deformation. Increasing the width of the slab yielded better practical benefits than increasing the slab thickness.

RÉSUMÉ: Tubes en la fibre de verre renforcée de plastique (FRP) enterrés sont largement utilisés dans l'industrie de transformation, où ils sont souvent soumis à de fortes charges de traction. Quelques approches de protection traditionnels sont utilisés. L'inclusion d'un béton armé (RC) élément structurel dessus de la couronne de la conduite est une procédure couramment adoptée. Ce document présente une série d'analyses numériques qui étudient paramétrique l'interaction entre le système de FRP Pipe-sol-rigide inclusion. Analyse par éléments finis (FE) le stress / déformation des tuyaux enterrés en FRP soumis à des charges de camions et protégés par un RC rigide dalle sur terre-plein sont effectuées. L'effet de l'utilisation d'une dalle sur terre-plein RC sur la déformation des tuyaux est enquêté envisage différents scénarios essieu de chargement et différentes largeurs de dalles de RC et épaisseurs. Les résultats montrent que l'utilisation d'un RC dalle sur sol réduit considérablement la déformation du tuyau. L'augmentation de la largeur de la dalle a abouti à de meilleurs avantages pratiques que d'augmenter l'épaisseur de la dalle

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