由于对使用高性能和轻型结构的需求不断增长，聚合物复合材料的应用在不同的工业部门蓬勃发展。玻璃钢，俗称FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纤维增强复合塑料，是一种应用广泛的复合材料。玻璃钢管道是一种轻质、高强、耐腐蚀的非金属管道。其管壁结构合理先进，能充分发挥材料的作用，在满足使用强度的前题下，提高了刚度，保证了产品的稳定性和可靠性，从而被广泛应用于石油化工行业及给排水工程领域。在服役过程中，随着使用时间的延长，玻璃钢管的力学性能会有所降低，甚至可能出现失效的情况，从而带来严重的后果。因此，在充分发挥玻璃钢管耐腐蚀、质轻高强等优点的基础上，保证管道在设计年限内的安全可靠性是非常重要的。

管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低，并可实现自动控制，是现代运输的主要方式之一。玻璃钢管道用于埋地管道运输时，在自身、覆土、介质、动载荷等作用下，会产生变形。埋地玻璃钢管道是地下薄壁柔性管，环向应力是最不利控制因素之一。在土壤等外载荷的作用下，管道的两侧被挤压发生变形，变形后的管壁挤压土体，受到土体弹性抗力，外压会重新分布，管、土共同作用来承受外压载荷。为使变形控制在允许的挠度范围内，管道需要具备一定的抵抗径向变形的能力，即环刚度，环刚度(Ring stiffness) 是衡量管环在外载荷作用下抗径向变形能力的一个重要性能参数，环刚度的基本定义式为S=EI/D³，其中，S为环刚度，单位：N/m²; E 为管道表观环向弯曲弹性模量，单位：N/m²; I 为轴向单位长度管壁的环弯曲惯性矩，单位：m⁴/m，I=t³/12; t 为管壁总厚度，D为管道计算直径，单位均为m。

目前中国对于玻璃钢管性能的研究不是很常见，而其中涉及到玻璃钢管长期性能的研究更为少见。在国外，多数研究的重点仍集中在试验方面，即通过试验得出玻璃钢管的长期力学性能特性。国外诸多标准如AWWA M45、AWWA C950、ASTM D2992、ASTM D5365和ASTM D3681等均以试验时间为10⁴h的长期性能试验为基础，采用双对数回归方法分析预50年后玻璃钢管的长期力学性能。

本研究的目的是通过实验对玻璃纤维增强塑料夹砂管在长期承受荷载作用下环刚度的衰减情况进行分析，获得复合材料管的长期环刚度特性，从而确定在设计管道时的初始环刚度，对保证其在设计年限（50年）内的安全可靠性有重大意义。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：1）对复合材料管环进行长期环刚度试验；2）对长期环刚度试验结果进行分析。

目标：获得复合材料管的环刚度随时间变化的基本规律。

拟采用的技术方案及措施：

1）对复合材料管（玻璃钢管）进行环刚度的测定：通过测定管道径向变形量和荷载的大小来计算得出玻璃钢管道的环刚度。

2）以循环位移测试为基础，通过试验研究不同初始挠度的循环位移条件下，玻璃钢管的环刚度随时间的变化关系。采用循环位移加载控制方式，来模拟玻璃钢管道在使用期间管道径向承受的荷载。