Original title: Analýza působení termoplastových potrubí v zemním prostředí
Translated title: Analysis of Thermoplastic Pipes in a Soil Environment
Authors: Ekr, Jan ; Kuklík,, Pavel (referee) ; prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA (referee) ; Gratza, Roman (advisor)
Document type: Doctoral theses
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract: [cze] [eng]
Disertační práce je zaměřena na analýzu chování termoplastových potrubí v zemním prostředí, a to zejména pro potrubí prováděná pomocí bezvýkopových technologií. V rámci disertační práce byly provedeny experimenty, jejichž cílem bylo stanovit chování a únosnost polyethylenových potrubí při zatížení vnějším hydrostatickým tlakem. Pro experimenty byla navržena a vyrobena ocelová tlaková komora, která umožňovala zatížit a sledovat potrubí při jeho ztrátě stability. Mechanické vlastnosti materiálu trubek byly určovány pomocí tahových a ohybových zkoušek. Byla provedena řada podrobných numerických analýz experimentů potrubí, kde byly použity různé materiálové modely, geometrické imperfekce či metody řešení. Byly použity materiálové modely zohledňující pružné, plastické a viskózní chování termoplastů. Dále byla provedena řada normových výpočtů polyethylenových potrubí instalovaných bezvýkopovými technologiemi. Cílem bylo vytvořit nové návrhové diagramy pro praktické posuzování těchto potrubí umístěných ve stávajícím nosném potrubí. V případě nenosného stávajícího potrubí byl vytvořen numerický model pro stanovení návrhových součinitelů, které byly ověřeny s normovými hodnotami. Výsledky z tohoto modelu byly dále porovnány s výsledky komplexnějšího numerického modelu zohledňujícího lépe interakci potrubí a zemního prostředí pro různé třídy zemin. The doctoral thesis deals with an analysis of thermoplastics pipes in a soil environment, in particularly, pipes performed by using trenchless technologies. In the doctoral thesis, experiments of polyethylene pipes loaded by external hydrostatic pressure were performed. The aim of the experiments was to determine a behaviour and load-bearing capacity of the polyethylene pipes loaded by external hydrostatic pressure. For the experiments, a steel pressure chamber was designed and produced which allowed loading and observing a pipe during its loss of the stability. Mechanical properties of the pipe material were determined based on the tensile and bending tests. The series of detailed numerical analyses of the pipe experiments were performed. Various material models which take into account elastic, plastic and viscous behaviour of thermoplastic materials were used. In addition, series of standardized calculations of polyethylene pipes installed using trenchless technologies were performed. The aim was to create new design diagrams for practical assessment of these pipes placed in the partially deteriorated old pipes. In the case of the deteriorated old pipe, a numerical model for determination of design coefficients was created. These design coefficients were verified with standard values. Then, the results of the numerical model were compared with the results of the more complex numerical model which better take into account pipe-soil interaction of various soil types.
Keywords: ANSYS; ATV–M 127E; close-fit; experiment; finite element method; pipe; pipe lining; polyethylene; rehabilitation; renovation; static assessment; ANSYS; ATV–M 127E; Close-fit; experiment; metoda konečných prvků; obnova; polyethylen; potrubí; Relining; renovace; statické posouzení

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/175977

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-401599


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses