5.8 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

Рисунок 5.9 Расчетные зависимости t=f(V) и опытная кривая сопротивления торфа продольному перемещению трубы D=219мм.

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.