Вопрос 19 Продольные перемещения подземных трубопроводов Общие представления и конструктивные факторы перемещений

В зависимости от характеристик грунта, величины действующих усилий и времени действия сил при продольных перемещениях подземных трубопроводов могут устанавливаться упругая, упруго-пластическая или вязкая (реологическая) виды связей, вступающих в действие последовательно и поочередно по мере воздействия усилий и увеличения длительности их воздействия.

Упругие и упруго-пластические деформации приграничных к поверхности трубопровода слоев грунта происходят практически мгновенно после приложения усилий, а, следовательно, и перемещения сечений трубопровода тоже. Для практических расчетов можно было бы допустить, что после таких деформаций грунта положение трубопровода стабилизируется и остается неизменным.

Но на практике этому мешают два обстоятельства:

1. приложенные продольные усилия не остаются неизменными, а изменяются случайным образом (давление, температура, внешние нагрузки и т.п.), - т.е. проявляется цикличность нагружения;

2. в некоторых грунтах всегда, а во многих при определенных высоких уровней напряжений проявляются реологические свойства грунтов.

Вот почему фактически и фиксированные расчетные схемы, и положение трубопровода, и усилия в разных сечениях не остаются неизменными, а сечения подземных трубопроводов совершают постоянные перемещения, и происходит перераспределение усилий в этих сечениях.

Возможны следующие варианты конструктивных особенностей, влияющих на перемещение подземных трубопроводов:

1. трубопровод имеет прямолинейную ось и расположен в однородном грунте. Концы участка заделаны таким образом, что их продольные перемещения исключаются (невозможны). В таком случае продольные перемещения сечений трубопровода возможны только после потери трубопроводом продольной устойчивости и выпучивания трубопровода в поперечном направлении.

С хема 1 к варианту 1 - это наиболее сложный для анализа случай.

2. один конец трубопровода закреплен, а другой – свободен:

Схема 2 к варианту 2

3. один конец трубопровода закреплен, а другой испытывает сопротивление продольному перемещению по какому-то закону.

Схема 3а к варианту 3

Схема 3б к варианту 3

4. прямолинейный подземный трубопровод имеет слабоизогнутый участок от случайного искривления (“slack” – англ.) при укладке в процессе строительства (см. схему 1 выше).

Вопрос 20 Расчетные модели взаимодействия тп с грунтом

Понятие «расчетная модель взаимодействия» включает две составляющие:

1 – расчетную схему ТП с точки зрения строительной механики;

2 – механическую модель грунта при взаимодействии с трубопроводом.

Механическая модель грунта зависит от уровня напряжений по контакту трубы с грунтом, величины перемещений ТП, вида, состояния и характеристик грунта.

Механические модели грунта бывают следующих видов:

1. упругая;

2. упруго-пластичная;

3. модели ползучести (реологические);

4. комбинированные модели.

1. Упругая модель грунта

Предполагает, что зависимость между деформациями и напряжениями линейная.

Зависимость касательных напряжений по контакту «труба-грунт» от величины перемещений трубопровода:.

График зависимости от - прямая; структурная модель изображается пружиной, имеющей жесткость