荷载作用下多夹砂层玻璃钢夹砂管涵结构破坏模式

王清洲，张朝阳，薛晓，孔丽颖，肖成志

(河北工业大学土木与交通学院，天津 300401)

玻璃钢夹砂管是一种以不饱和聚酯树脂为基体，石英砂为填充物经过特定缠绕加工工艺制作而成的新型柔性管涵，因其具有自重轻、强度高、耐腐蚀、内壁光滑、运输方便、免维护等优势，已作为传统刚性管涵的替代品，在市政、公路排水工程中广泛应用[1–3]。由于柔性管涵变形和破坏模式是涵洞设计时重点考虑的因素，决定着管涵在服役期内能否具有良好的力学性能和耐久性，因此开展玻璃钢夹砂管破坏模式研究，将为管壁结构设计优化以及力学指标控制起到积极作用[4–8]。

国内外学者对于玻璃钢夹砂管的破坏模式开展了较为深入的研究，并取得了丰富的研究成果，主要集中在极限破坏荷载的确定和破坏过程表述方向。极限破坏荷载是表征管涵承载力的重要指标，多采用试验和数值分析手段确定。陈兆南等[9–10]用试验方法研究了尺寸为50 mm×50 mm×150 mm试样的破坏过程，以及通过无约束静载试验研究了壁厚50 mm、直径1 500 mm 的玻璃钢夹砂管的破坏模式，确定了试样的极限破坏荷载；周仕刚[11]通过平行板加载试验分析管环的内力与应力，利用等效截面法确定管壁各层材料的力学性能，用于材料的力学性能控制；张国盘[12]通过试验研究了壁厚50 mm、直径1 500 mm 的公路玻璃钢夹砂管涵结构在拉伸和压缩荷载作用下的力学性能，得到试验强度值远远高于设计强度值，管涵结构强度安全储备较大。……