Behavior of Buried Pipe under Embankment

성토하에 매설된 관의 거동

The stresses on the buried steel pipe under embankment are analysed by the elasto-plastic theory using FEM to study the influences of the geometry of soil-conduit pipe system and the elastic modulus of the fill on the pipe responses . The geometry of the system considered in this study includes the height of embankment, the thickness of the pipe, and the width and the depth of the trench . By comparing the stresses computed by Marston-Spangler's pipe theory with those obtained from the elasto-plastic theory, Marston-Spangler's theory was discussed and analysed . It is found that the stress distribution around the pipe by elasto- plastic analysis is similar to that by Spangler's flexible pipe theory when the geometrical ratio (diameter/thickness) of the steel pipe is 400. And Spangler's flexible pipe theory does not seem to be suitable to analyse the buried steel pipe of which the geometrical ratio is lower than 200. The vertical loads by the rigid pipe theory are always larger than those by the flexible pipe theory regardness of the variations in the geometry of soil-conduit pipe system considered above and the elastic modulus of the fill.

성토하에 매설된 강관에 작용하는 응력을 유한요소법을 이용하여 탄소성해석을 하고 성토높이, 성토 흙의 탄성계수, 관의 두께, 트렌치의 폭 및 깊이가 응력에 미치는 영향을 검토하였다. 그리고 탄소 성해석결과와 Marston-Spangler이론에 의한 응력을 비교하였다. 연구결과 관직경과 관두께와의 비가 400인 경우에는 탄소성해석 결과와 Spangler이론의 연성관 해석 결과가 비슷하나 이 비가 200보다 작은 두께가 두꺼운 강관의 경우에는 연성관해석이 적합치 않는것 같다. 그리고 강성관해석에 의해서 구한 연직하중은 성토높이, 성토흙의 탄성계수, 관의 두께, 트렌치의 폭 및 깊이에 한계없이 연성관해석에 의한 값보다 항상 크다.