國內(nèi)外在推廣應(yīng)用塑料埋地排水管（
鋼帶波紋管）時(shí)遇到的大的阻力是人們常常懷疑塑料埋地排水管承受荷載的能力。人們很自然地認(rèn)為需要把塑料排水管也做得如混凝土排水管那樣的強(qiáng)度和剛度，這是對(duì)塑料埋地排水管的柔性管理論有別于混凝土管承受荷載機(jī)理的理解誤區(qū)。
1、埋地環(huán)境下排水管道承受的荷載
排水管中的液體一般靠重力流動(dòng)(有一定的坡度)，一般不充滿，所以一般沒有內(nèi)壓荷載。埋地排水管因?yàn)槭锹裨诘叵?，所以主要承受外壓荷載，外壓荷載可阻分為靜荷載和動(dòng)荷載兩部分。
靜荷載主要是由管道上方的土壤重量造成的。在工程設(shè)計(jì)中一般簡(jiǎn)化地認(rèn)為靜荷載等于管道正上方上壤的重量，即寬等于其直徑、長(zhǎng)等于其}乏度、高等于其埋深的那一部分土壤的重量。因?yàn)檫@部分土壤形成一個(gè)柱體，被稱為上柱重。
動(dòng)荷載主要是由地面上的運(yùn)輸車輛壓過時(shí)造成的。一般根據(jù)壓過車輛的重量和壓力在土壤中分布的情況來計(jì)算管道承受的荷載。如果埋深很淺，還要考慮車輛經(jīng)過時(shí)的沖擊荷載。此外，埋地排水管還可能承受其他的荷載，如在地F水位高過管道時(shí)，承受地F水水頭的外加壓力和浮力。
埋地排水管承受的靜荷載和動(dòng)荷載都和埋深有密切關(guān)系。埋地越深，靜荷載愈大，動(dòng)荷載愈小(圖1)。美國聚乙烯波紋管協(xié)會(huì)(CPPA)介紹在埋深2．4m以上，典型的車輛荷載可以忽略不計(jì)。
2、塑料埋地排水管道承受荷載的機(jī)理——柔性管理論
塑料埋地排水管（
鋼帶波紋管）屬于柔性管，即在破壞之前可以有較大的變形?；炷僚潘軐儆趧傂怨堋＜丛谄茐闹安豢赡苡休^大變形(不超過2m)。
當(dāng)埋在地F承受外壓荷載時(shí)，柔性管和剛性管的機(jī)理不同，見圖2。取管橫斷面進(jìn)行力學(xué)分析，見圖3。
當(dāng)剛性管受外壓荷載時(shí)，荷載經(jīng)過管材壁傳遞到底部的管床上。在管材壁內(nèi)產(chǎn)生彎矩，用材料力學(xué)可以分析(可以簡(jiǎn)化為一個(gè)彎梁在中*承受集中負(fù)載下產(chǎn)生的彎矩)在管材的上下兩點(diǎn)管壁內(nèi)的應(yīng)力是外側(cè)受壓、內(nèi)側(cè)受拉。在管材的左右兩點(diǎn)管壁內(nèi)的應(yīng)力是外側(cè)受拉、內(nèi)側(cè)受壓，見圖4。隨著直徑加，管壁內(nèi)的彎矩和應(yīng)力急劇加(正比于直徑的平方)，所以大直徑的混凝土排水管常常需要加應(yīng)力鋼筋。
當(dāng)柔性管受外壓荷載時(shí)，柔性管在破壞前先變形——橫向外擴(kuò)，如果在柔性管周圍有適當(dāng)?shù)幕靥钔寥溃靥钔寥雷柚谷嵝怨艿淖冃尉彤a(chǎn)生對(duì)柔性管的橫向壓力。外壓荷載就這樣傳遞和分?jǐn)偟街車幕靥钔寥蓝稩去。從材料力學(xué)分析，柔性管在橫向壓力下管壁中產(chǎn)生的彎矩和應(yīng)力j下好和垂直方向外壓荷載產(chǎn)生的彎矩和應(yīng)力相反。在比較理想的情況下，柔性管受到的荷載接近于四周均勻外壓(在荷載是四周均勻外壓時(shí)，管材內(nèi)只有均勻壓應(yīng)力，沒有彎矩和彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力)。所以，同樣外壓荷載下柔性管管壁內(nèi)的應(yīng)力比較小，它是和周圍的回填土壤共同在承受負(fù)載，工程上稱之為管土共同作用。
3、土柱重和周圍土壤沉降的關(guān)系
除上述承受荷載的機(jī)理小同外，柔性管和剛性管相比還有另外的優(yōu)點(diǎn)(圖5)。
在埋地排水管輔設(shè)后，土壤在重力下下沉，柔性管因?yàn)槿菀鬃冃危渖戏降耐林糠直戎車耐寥老鲁炼?，土柱部分和周圍土壤的摩擦力能減少土柱重對(duì)于管材產(chǎn)生的荷載。如果土柱部分產(chǎn)生土拱作用，更能減少土柱重對(duì)于管材的荷載。所以柔性管常?？梢月竦煤苌睿谠O(shè)計(jì)時(shí)一般把管材上方土柱重全部計(jì)算為其荷載，實(shí)際上是保守的做法。
與此相反，剛性管在鋪設(shè)后，土壤在重力下下沉，因?yàn)椴蛔冃?，其上方的土柱部分常常比周圍的土壤下沉小，土柱部分和周圍土壤的摩擦力能增加土柱重?duì)于管材產(chǎn)生的荷載。
總之，柔性管就是依靠它的柔性，把大部分荷載轉(zhuǎn)讓給了周圍的土壤。由于柔性管依靠的是管、土的共同作用，所以柔性管鋪設(shè)時(shí)對(duì)溝槽回填材料和回填土的密實(shí)度要求高。
