Сопротивление грунта перемещению трубопровода по горизонтали

Поперечное премещение трубы по горизонтали имеет место при деформировании основания от передоваемой на него нагрузки прямолинейным или искривленным в плане трубопроводомю В общем случае сопротивление перемещению оказывает сложное основание, состоящее из грунта природного сложения и прослойки обратной засыпки между трубой и стенкой траншеи.

Решения, полученные опытым путем для минеральных грунтов, не пригодны для оснований из торфов, т.к. сильно завышают его сопротивление перемещению трубы в горизонтальном направлении.

Для совершенствования предпочтительно использовать систему, разработанную на основе строгих методов теории упругости (упругой полуплоскости):

(5.33).

(5.34).

где: KU, KW, ДU, ДW — безразмерные коэффициенты, характеризующие разрыв сплошности основания при отрывке траншеи и заглублении трубопровода ниже поверхности грунта;

л0 — относительное заглубление свободного трубопровода;

Wq — cоставляющая премещения соответственно свободного и забаластированного утяжелителями трубопровода по вертикали.

Сопротивление грунта продольному перемещению трубопровода

В общем виде сопротивление основания t продольному перемещению трубы V от протдольной силы Т при достижени максимальной величины tmax и дальнейшем увеличения перемещения понижается до предельного значения tпр (рис.8), использование которого при расчете НДС подземного трубопровода создает некоторый запас прочности.

1- опытная; 2- расчетная билинейная.

Рисунок 5.8 Зависимсоть сопротивления грунта продольному перемещению трубы.

Сотрудники ВНИИСТ на основе эксперементов по перемещению трубы в минеральных грунтах предложили такие зависимости:

(5.35).

(5.36).

(5.37).

где: Vпр, V0 — перемещение соответствующие tпр для нелинейной (5.35) и билинейной (5.36) зывисимостям, а — показатель нелинейности, Сх. о — коэффициент касательного сопротивления.

Для торфа, сведений по Сх. о и, а нет. Предельное сопротивление рекомендовано определять так:

(5.38).

Где: Сh — безразмерный коэффициент, отображающий образование свода обрушения и определяемый для песчаных и глинистых грунтов.

П.П. Бородавкин предложил:

(5.39).

(5.40).

(5.41).

(5.42).

Где: kz — коэффициент постели грунта при сдвиге, равный для торфа kz = 0,5−1,0 Н/см3.

Э.М. Ясин и В. И. Черникина вывели следующие формулы:

— для песчаных и сухих грунтов (5.39).

— для глинистых грунтов (5.40).

где: ф — коэффициент трения по стенке трубы, зависящий от вида изоляции, способов ее нанесения и свойств грунта;

qa — нагрузка на трубу, равная интегральной сумме радиальных составляющих давления грунта на поверхность трубопровода:

(5.43).

При рассмотрении и сравнении расчетных параметров t и tпр по формулам (5.35) — (5.43) с эксперементальными на примере опыта в торфе с трубой с трубой D=219 мм. Характеристики торфа: Dpd=10%, w=1150%, с=1,1 г/см3, гbf=0,315 кН/м3. Прочностные характеристики примем как для слаборазложившегося торфа (Dpd<20%): ц=28°, с=фmax=7кПа. Параметр Сh в (5.38) приняли как для глинястого грунта, а с целью получения единой для всех вычислений единицы измерения величину tпр по формулам (5.38) и (5.42) разделили на рD. Результаты расчетов и опытная кривая приведены на рисунке 5.9.

Все расчетные значения tпр значительно больше оытного tпр=0,97 кПа. Зависимости (5.35), (5.37), (5.36), и (5.40) так же сильно завышают сопротивление основания продольному перемещению трубы.

В заключении по данному разделу можно сделать следующие выводы. Перечисленные решения по опредлению сопротивления минерального грунта продольному перемещению трубы не соответствует для торфяного основания, т.к. сильно завышают данное сопротивление для торфа.