صنایع مربوط به انرژی در امریکای شمالی از لوله کشی های فولاد به عنوان حالت اصلی برای انتقال گاز طبیعی ،نفت خام و محصولات سوختی مختلف استفاده میکنند. در کانادا به تنهایی، در حدود KM 700.000 لوله کشی انرژی دایر است. پروژه های لوله کشی بسیار زیاد دیگری بویژه در کانادای غربی و آلاسکا در مقیاسهای مختلف همانند پروژه گاز مکّنزی و لوله کشی بزرگراه آلاسکا در حال انجام است. پروژه لوله کشی بزرگراه آلاسکا که بین خلیج پرودهو در آلاسکا و بخشهای مختلف ایالات متحده از طریق یوکون ، کلمبیای بریتانیایی و آلبرتا اجرا خواهد شد، به تنهایی حدود 20 میلیارد دلار آمریکا هزینه خواهد داشت. اکثریت این لوله کشی ها زیر زمین و در مناطق قطبی و وابسته به قطب شمال اجرا میشوند.
مشاهدات میدانی این لوله کشی های مدفون بیانگر این است، که برای جنبش های ژئوتکنیکی برای اعمال جابجایی های موضعی بزرگ ،تغییر شکل و انحنا در دیواره ی لوله غیر عادی نیست. چنین جابجایی هایی ممکن است به محل تقاطع رودخانه ها،شیب های ناپایدار یا مناطق همیشه یخ بسته ی ناپیوسته وابسته باشند. اغلب تغییر شکل دیواره ی لوله منجر به کمانش موضعی میشود (موسوم به “چروکیدگی”) و در طیف واکنش کمانش پس از آن (پس از چروکیدگی)، چروک به سرعت به یک بزرگی قابل توجه توسعه می یابد. این اتفاق میتواند تحت شرایط بارگیری روی دهد که ممکن است به صورت ترکیباتی از فشار داخلی متغیر ،بار محوری فشرده و گشتاور شناسایی شود.
چندین مطالعه [9-2] برای شناخت شیوه ای انجام شد که در آن چروک در لوله ی خط میدان شروع میشود و تحت تغییر شکل محوری متقارن محوری به طور یکنواختی با فشار داخلی و بدون فشار داخلی گسترش یافته اند. بعضا، برای این نوع بارگیری، نمونه شروع به کمانش موضعی می کند زمانی که تنش طولی به بزرگی در نزدیکی تنش تسلیم میرسد. کمانش آنگاه در یک شیوه ی ارتجاعی- پلاستیکی تقویت میشود و به یک چروک با دامنه ی بزرگ توسعه می یابد همانطور که نمونه کوتاه میشود و بار افت پیدا میکند.
یعنی، نمونه، “نرم میشود”. این مطالعه توسط داس و همکارانش نشان میدهد، یک لوله ی چروک درجه X52 با تغییر شکل محوری متقارن محوری در حال افزایش به طور یکنواخت مواجه می گردد و فشار داخلی ممکن نیست قطع شود و چروک های متعدد میتواند شکل بگیرد که شبیه به یک شکل “آکاردئون”است (شکل 1). مطالعات دیگر توسط داس و همکارانش نشان میدهد لوله ی چروکیده ممکن است بی نقصی سازهای خود را به خاطر شکل گیری گسیختگی در منطقه ی چروک از دست بدهد، اگر آن با واژگونی های تغییر شکل الاستیکی- پلاستیکی به خاطر تغییرات دمایی، نوسانات فشار و چرخه های یخ گشاد منجمد زمین مواجه شود (شکل 2).
هدف مطالعه ی کنونی بررسی رفتار چروک شدن و حالت شکست در چروک زیر بارگیری های محوری و جانبی ترکیبی است. انگیزه ی این مطالعه به خاطر تشخیص و در معرض قرار گیری یک شکل چروک بود که شبیه به یک کلاه کابویی است و گسیختگی که در موقعیت چروک یک NPS10 درجه X60 میدانی روی داد (خط لوله با قطر اسمی 10 اینچ یا 254mm ) لوله کشی انرژی با ضخامت دیوار mm 7.9 که در شکل 3 نشان داده شده است.این نمونه میدانی از بخشی روی لوله کشی روی یک شیب ناپایدار بدست آمده است. فشار عامل در آن بخش از لوله کشی از py 0.3 تا 0.35 است. وارسی فیزیکی لوله خط میدانی NPS10 نشانه های فیزیکی فشار محوری خاک و ساییدگی در بخشی از لوله را فقط روی چروک نشان داد و بدین ترتیب، گمان شد دیواره ی لوله در آن منطقه با یک بار جانبی مواجه شد (باری که با محور طولی لوله کشی تراز نشده بود). با این وجود،ترکیب بار واقعی شناخته شده نبود. داس و همکارانش یک تست آزمایشگاهی را بر روی لوله ی درجه X52 اجرا کردند تا ترکیب بار ممکنی را بشناسند که ممکن است سبب گسیختگی در لوله کشی NPS10 میدانی شده باشد. بار تست و شرایط انتهایی نمونه نمیتواند به طور اصولی در آن تست کنترل شود گرچه شکل تغییر یافته ی نهایی ،شبهاتی را با لوله کشی NPS10 میدانی نشان داد. بنابراین، یک برنامه ی تحقیقاتی آزمایشی دقیق و به دقت طراحی شده ، در دانشگاه ویندسور برای درک بهتر شرایط بار و شرایط مرزی انجام شد که احتمالا یک چروک و گسیختگی را در منطقه ی چروک ایجاد میکند که شبیه به لوله کشی NPS10 میدانی است. چهار تست آزمایشی مقیاس کامل شبیه به لوله کشی NPS10 میدانی است. چهار تست آزمایشی مقیاس کامل روی NPS1 (لوله ی دارای قطر اسمی 6 اینچ یا 152 میلیمتر) نمونه های لوله درجه X60 به طور موفقیت آمیزی صورت گرفت و نتایج در این مقاله مورد بحث قرار می گیرند.