Communication Dans Un Congrès Année : 2024

Physical modelling of the behaviour of buried gas pipe under surface loading

Modélisation physique du comportement de conduites de gaz enterrées sous chargement de surface

Résumé

This communication focuses on the behaviour of buried steel pipes submitted to surface loading such as traffic loading. A laboratory small-scale model has been developed to better understand the soil-pipe interaction. The final objective is to assess the existing design method, and develop them if required.The test set-up consists in a rigid tank with metric dimensions, filled with sand. Real steel pipes are scaled down at 1/3 on the length, leading to the relevant use of 100 mm diameter aluminium pipes. No gas pressure is simulated within the pipes, as it is then an unfavourable condition regarding the effect of surface loading on the pipe. Surface loading with up to 1000 cycles is applied using a vertical actuator acting on a plate. The procedure includes an extensive instrumentation, in particular strain gauges on the pipe and inner displacement sensors,. The experimental campaign permitted to assess the effect of the pipe radial stiffness (by varying the pipe thickness) on the pipe response due to monotonic then cyclic surface loading. The small-scale experimental results were upscaled at the real structure scale and compared to the existing design practice, to highlight its limits and the importance of taking the soil-pipe interaction into account.
Cette communication porte sur le comportement des canalisations en acier enterrées soumises à des charges de surface telles que les charges de trafic. Un modèle réduit de laboratoire a été développé pour mieux comprendre l'interaction sol-canalisation. L'objectif final est d'évaluer les méthodes de dimensionnement existantes et de les améliorer si nécessaire. Le dispositif d'essai consiste en une cuve rigide de dimensions métriques, remplie de sable. Les canalisations en acier prototypes sont réduites à 1/3 de leur longueur, ce qui conduit à l'utilisation de canalisations en aluminium de 100 mm de diamètre. Des charges de surface jusqu'à 1000 cycles sont appliquées sur une plaque par un vérin vertical. La procédure comprend une instrumentation extensive, en particulier par des jauges de déformation sur la canalisation et des capteurs de déplacement interne. La campagne expérimentale a permis d'évaluer l'effet de la rigidité annulaire de la canalisation (en variant son épaisseur) sur la réponse de la canalisation due aux charges de surface monotones puis cycliques. Les résultats expérimentaux en échelle réduite ont été extrapolés à l'échelle de la structure réelle et comparés aux méthodes de dimensionnement existantes afin d'en mettre en évidence les limites et l'importance de prendre en compte l'interaction sol-canalisation.
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Dates et versions

hal-04908924 , version 1 (23-01-2025)

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Citer

A. Mertz, C. Dano, F. Emeriault, Orianne Jenck, C. Fernandez, et al.. Physical modelling of the behaviour of buried gas pipe under surface loading. 18th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Aug 2024, Lisbonne, Portugal. pp.3137 - 3140, ⟨10.1201/9781003431749-616⟩. ⟨hal-04908924⟩
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