A laboratory investigation of buried 42-mm diameter MDPE branched pipes under relative axial ground movements

ABSTRACT: The performance of medium density polyethylene (MDPE) gas distribution pipes in areas subjected to ground movements has been a concern to the utility owners and companies. The tee-joints and the lateral branches, common in gas distribution piping systems, may magnify the effects of ground movement caused by various geohazards, such as landslides, settlements, etc. Most ground movement scenarios depict leak/stress concentration near the tapping tee of the branched pipe system. However, limited studies are currently available in the literature on the soil-pipe interaction of branched pipes during ground movement. This paper presents an experimental investigation of small diameter (42.2 mm) branched MDPE pipes under axial ground movement. Tests with different positions of the tee-joint with respect to the pulling end of the pipe and with different sand densities are conducted using the laboratory facility at Memorial University of Newfoundland. Pipe wall strains and soil pressures around the pipes are measured to capture the mechanism of soil-pipe interaction. Subsequently, an additional test is done with the tapping tee only (without the branch pipe) to identify the contribution of the branch pipe to the soil resistance and pipe-wall strain. The study explores the contribution of the trunk pipe, the tapping tee, and the branch pipe separately on the axial pulling force.

RÉSUMÉ: Les performances des conduites de distribution de gaz en polyéthylène moyenne densité (MDPE) dans les zones soumises à des mouvements de terrain préoccupent les propriétaires de services publics et les entreprises. Les joints en T et les branches latérales, courants dans les systèmes de tuyauterie de distribution de gaz, peuvent amplifier les effets du mouvement du sol causé par divers géorisques, tels que les glissements de terrain, les tassements, etc. le système de canalisations ramifiées. Cependant, des études limitées sont actuellement disponibles dans la littérature sur l'interaction sol-tuyau des tuyaux ramifiés pendant le mouvement du sol. Cet article présente une étude expérimentale de tuyaux MDPE ramifiés de petit diamètre (42,2 mm) sous mouvement axial du sol. Des essais avec différentes positions du joint en T par rapport à l'extrémité de traction du tuyau et avec différentes densités de sable sont effectués dans les installations de laboratoire de l'Université Memorial de Terre-Neuve. Les déformations des parois des tuyaux et les pressions du sol autour des tuyaux sont mesurées pour capturer le mécanisme de l'interaction sol-tuyau. Par la suite, un test supplémentaire est effectué avec le té de taraudage uniquement (sans le tuyau de dérivation) pour identifier la contribution du tuyau de dérivation à la résistance du sol et à la déformation de la paroi du tuyau. L'étude explore la contribution du tuyau principal, du té de taraudage et du tuyau de dérivation séparément sur la force de traction axiale.