NUMERICAL SIMULATION OF GROUND MOVEMENTS CAUSED BY PIPE BURSTING

Results of ground movements obtained from numerical and physical simulations of pipe bursting are compared. Physical simulation involves the specific case where an existing intact clay pipe with an external diameter of 184 mm backfilled with poorly-graded dense sand was replaced with a polyethylene pipe with an outside diameter of 165 mm. A commercially available burst head was used featuring a diameter of 202 mm. Numerical simulation is performed using two dimensional finite element analysis. The dense, poorly graded sand is modeled as a Gibson soil. The maximum surface heave recorded in the experiment was 27 mm, while the maximum surface heave obtained from the numerical simulation was 29.2 mm. Ground movements at some points were difficult to quantify experimentally and the numerical method was used. Strengths and weaknesses of plane strain finite element modeling to investigate the pipe bursting process are discussed. RÉSUMÉ Des résultats des mouvements du sol obtenus à partir de simulations numérique et physique d’éclatement de conduite sont comparés. La simulation physique concerne un tuyau en argile de diamètre extérieur de 184 mm, remblayé avec du sable dense et remplacé par un tuyau de polyéthylène de diamètre extérieur de 165 mm, à l'aide d’un éclateur de diamètre de 202 mm. La simulation numérique est effectuée en utilisant l'analyse bidimensionnelle d’éléments finis. Le sable dense est modélisé comme sol de Gibson. Le soulèvement maximal de surface obtenu de l’expérience était de 27 mm tandis que le soulèvement maximal donné par la simulation numérique était de 29.2 mm. Il était difficile de mesurer expérimentalement des mouvements du sol à certains points où la méthode numérique était employée. Les points forts et les lacunes de modélisation d’éclatement de conduite comme déformation plane par des éléments finis sont mis en exergue. 1