Вопрос 16 Определение «полного» давления грунта на подземный трубопровод (метод г. Клейна).

Д анный метод разработан для определения реакции давления на трубопровод, уложенный в траншеях с вертикальными стенками, либо уложенных в лотки и прорези с закрепленными стенками и засыпанных грунтом. Наиболее применим для трубопроводов малого и среднего диаметров, уложенных на большой глубине и превышающих глубину заложения магистральных трубопроводов по СНиП 2.05-85*, трубопроводные обвязки, некоторых технологических трубопроводов, ТП водного и коммунального хозяйства.

Когда глубина траншеи намного больше ширины траншеи и диметра трубопровода (h>>b), на величину давления грунта влияет сила трения грунта о стенки траншеи за счет действия горизонтальной составляющей напряжений от собственного веса грунта.

Величина давления грунта определяется по формуле:

Для оценки границ применимости формул (1, 2) была выполнена оценка влияния параметра h/b на величину коэффициента k_тр , причем значениями h и b для разных диаметров задавались по рекомендациям СНиП 2.05.06-85* и СНиП III-42-80*.

Таблица

Оценка параметров h, b и h/b, применяемые в соответствии со СНиП 2.05.06-85* и III-42-80*

Dн, м	Траншея, м
	b, м	h, м
0,102	0,408	0,2	2
0,550	0,830	0,2	≈ 1
0,720	1,020	0,2	≈ 0,8
1,020	1,530	2,0	≈ 0,66
1,420	2,130	2,0	≈ 0,5

Для всех видов грунта k_тр= 0,6 - 0,88

Для МТП формула Клемана применяется на участках трубопроводов малого диаметров с глубиной заложения, превышающей нормативную по СНиП, при прокладке в узких и глубоких траншеях, устроенных в прочных грунтах.

Вопрос 17 Расчетные случаи определения реакции грунта на подземный тп.

В подземных трубопроводах под действием внутреннего давления и температурного перепада в результате двухосного напряженно-деформированного состояния оболочки трубы возникает эквивалентная продольная сжимающая сила S, величина которой в соответствие со СНиП 2.05.06-85* определяется:

- кольцевое напряжение;

- коэф. линейного расширения;

F – площадь кольцевого сечения.

1) P=0;

2)

- сопротивление грунта поперечным перемещениям при поперечных подвижках вызванных действием сжимающей продольной силой S.

Задачи может решатся для двух расчетных алгоритмов:

1. Определение давления на неподвижный трубопровод с учетом формы траншеи и степени уплотненности грунта засыпки. В плотных грунтах для трубопровода глубокого заложения необходимо учитывать влияние стенок и строения грунта засыпки о стенки. Для ТП неглубокого заложения с наклонными стенками траншеи трение грунта и влияние стенок не учитывается.

2. Н а криволинейных участках, когда продольные силы не равны нулю воздействие грунта складывается из действия собственного веса и сопротивления грунта поперечному перемещению трубопроводу (пассивного отпора грунта).

1 – поверхность территории;

2 – свод, образующийся при обрушении грунта.

где h – высота засыпки, регламентируемая СНиП 2.05.06–85*.

1. глубина заложения трубопровода (глубина до верха трубы)

трубопровод диаметром ≤ D_у 1000м→h=0,8м

трубопровод диаметром > D_у 1000м→h=1м

На выбор метода расчета влияет: соотношение диаметра трубы и размеров траншеи; степень уплотнения грунта после обратной засыпки; способ прокладки трубопровод (открытая траншея, бурение, горная проходка, способ задавливания).

Большая часть протяженности трубопроводов укладывается в отрытую траншею; на переходах значительная часть прокладывается бурением или продавливанием грунта с выемкой грунта через внутреннюю полость трубы. В таких расчетах величина реакции грунта будет задаваться от того выйдут ли линии скольжения (свод обрушения) при разрушении грунта на поверхность или замкнутся в грунте.

Это справедливо для грунта, в котором засыпка уплотнилась, и структура частично восстановилась. Для свежезасыпанного трубопровода свод обрушения трубопровода (2) выходит на поверхность ввиду недостаточной прочности грунта.