Abstract

In this study, the residual strength prediction models were proposed by measuring various residual strength according to pit characteristics for metallic water pipes such as cast iron pipe (CIP), ductile iron pipe (DIP), and steel pipe (SP). The exponential prediction model was better fitted to measured residual tensile strength for CIP. In case of DIP and SP, the prediction model using loss of strength was more exactly predicted compared with other model types. The fracture toughness were averagely $40.46kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$ for CIP, $85.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$ for DIP, and $92.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$ for SP, the determination coefficient ($R^2$) of between measured residual tensile strength and predicted values for residual strength prediction models using fracture toughness was estimated from 0.44 to 0.86. Especially, the proposed residual tensile strength prediction models were applied for the verification and reliability to CIPs and DIPs at 14 sites. The determination coefficient ($R^2$) between measured residual tensile strength and predicted values was estimated from 0.76 to 0.78. Therefore it was thought that the proposed residual tensile strength models could help to support resonable and economical decision of rehabilitation/replacement.

본 연구에서는 상수도 금속관의 공식특성에 따른 잔존 인장강도 예측모델을 제안하였다. 이들 모델중 회주철관에 대해서는 지수함수형 모델이 실측값에 대한 예측값의 상관성($R^2$)이 높게 나타났으며, 닥타일주철관과 강관 등은 선형함수인 공식특성에 따른 강도손실 모델이 더 예측력이 높은 것으로 나타났다. 국내에서 과거에 제조된 상수도 금속관의 파괴인성은 평균적으로 회주철관이 $40.46kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$, 닥타일주철관이 $85.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$, 그리고 강관이 $97.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$로 나타났으며, 파괴인성을 이용한 잔존 인장강도 예측모델의 실측값에 대한 예측값의 상관성은 관종에 따라 다르나 0.44에서 0.86로 나타났다. 특히 이들 제안된 모델들을 새로운 지역에 매설된 상수관로에 대하여 적용한 결과, 결정계수가 0.76~0.78로 나타나 향후 노후 상수도 금속관의 잔존 강도를 예측하는데 활용됨으로서 합리적인 개대체 의사결정에도 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

• Metallic water pipes;
• Pit characteristics;
• Residual tensile strength;
• Fracture toughness

• 싱수도 금속관;
• 공식특성;
• 잔존강도 파괴인성;