Pulling rate effects on the pullout force of buried small diameter MDPE pipe in loose sand

Auchib Reza, Ashutosh Sutra Dhar, Mujib Rahman, Lalinda Weerasekara

In the proceedings of: GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Pipelines

ABSTRACT: Buried pipelines have been operated worldwide since for decades as the most convenient means of transporting natural gas and liquid. Polyethylene pipes came into extensive use during the latter half of the twentieth century. These pipelines are sometimes impacted by ground movements triggered by landslides, earthquake fault rupture as well as other natural hazard and human-induced sources. Owing to the lack of alternative approaches, soil-pipe interaction models developed for steel pipes are often used for assessing the PE pipe subjected to ground movement. However, the difference between the behaviours of PE and steel pipes subjected to ground loads are well recognized. PE pipe materials are flexible compared to steel and show nonlinear time and temperature dependent stress-strain responses. As a result, stress or strain developing in the pipe due to ground movement is influenced by the rate of loading and the temperature. However, limited studies have been performed to examine the impact of temperature and ground movement rates. In the current research, a series of full-scale laboratory tests were performed at Memorial University of Newfoundland to investigate the effects of loading rates on buried medium density polyethylene (MDPE) pipes subjected to axial movements relative to the soil. Although pipes with different diameters buried in dense and loose sand are being investigated as a part of the research project, tests completed for small diameter MDPE pipes in loose sand are discussed in this paper. The study reveals that a relatively higher loading rate offered a higher axial pullout resistance from the soil and induced higher axial strains on the pipe.

RÉSUMÉ: Les conduites enterrées sont exploitées dans le monde entier depuis des décennies et constituent le moyen de transport le plus pratique pour le gaz naturel et les liquides. Les tuyaux en polyéthylène ont été largement utilisés au cours de la seconde moitié du vingtième siècle. Les mouvements de terrain provoqués par des glissements de terrain, la rupture d'une faille sismique, ainsi que par d'autres dangers naturels ou d'origine anthropique, sont parfois à l'origine de ces pipelines. -tuyau développés pour les tubes en acier sont souvent utilisés pour évaluer le tube en PE soumis au mouvement du sol. Cependant, la différence entre les comportements des tubes en PE et des tubes en acier soumis à des charges au sol est bien reconnue. Les matériaux des tuyaux en PE sont flexibles par rapport à l'acier et présentent des réponses contrainte-déformation non linéaires en fonction du temps et de la température. En conséquence, les contraintes ou les déformations dans la conduite dues au mouvement du sol sont influencées par la vitesse de chargement et la température. Cependant, des études limitées ont été réalisées pour examiner l'impact de Newfoundland pour étudier les effets des taux de charge sur les canalisations enterrées en polyéthylène à moyenne densité (MDPE) soumises à des mouvements axiaux par rapport au sol. Bien que des recherches sur des tuyaux de différents diamètres enfouis dans du sable dense et en vrac fassent partie du projet de recherche, les essais réalisés pour les tuyaux en MDPE de petit diamètre dans du sable en vrac sont discutés dans le présent document. L'étude révèle qu'un taux de charge relativement élevé offre une résistance à l'arrachement axial plus élevée du sol et induit des contraintes axiales plus élevées sur le tuyau.

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