Строительство второй нитки Северо-Европейского газопровода Шексненского ЛПУ МГ "Газпром трансгаз Ухта"
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
ния:
(5.5)
Где: lпл - длина участка трубопровода, на котором устанавливается пластичная связь.
Значения граничного перемещения при х=l:
(5.6)
Где: Ро- граничная сила.
5.3Совмещенная модель 1-2 (модель Бородавкина П.П. и Шадрина О.Б.)
Зона 1 - характеризует условно упругую связь трубы с грунтом, описываемая зависимостью (5.1).
Зона 2 - зона неустановившегося взаимодействия перемещений с напряжениями ?(х), достигающими мах значения ?пр мах
Зона 3 - характеризуется жестко - пластичной связью, описываемую, формулой Кулона (5.4).
Рисунок 5.2 Связь перемещений и касательных напряжений.
По длине трубопровода одновременно на двух участках l1+lпл устанавливается упругая и пластичная связи. Участок l1 восринимает часть граничной силы Р0 она определяется по формуле (5), таким образом граничное перемещение при данной модели:
(5.7)
В случае линейной зависимости (n=1) при учете продольной жесткости граничное перемещение:
(5.8)
Где: ; .
Продольные перемещения с учетом ползучести грунта:
Рисунок 5.3 Распределение касательных напряжений.
На участке х1, где ?<?1 - удлинение трубопровода за счет ползучести не будет; на участке х2 при ?1< ?<?lim - ползучие перемещения будут затухающими; на участке х3 при ? ?lim - ползучие перемещения не затухают до тех пор, пока полностью не будет исчерпана возможность материала труб к растяжению при продольный силе, которая действует в сечении х=l1. Эта сила определяется :
(5.9)
Если lпл=0, то Р=Ро
Полное перемещение при ползучести :
(5.10)
Где: к1, к2, а1, а2 - коэффициенты определяемые экспериментальным путем.
?1- порог ползучести грунта; ?2- предел ползучести.
5.4Поперечные перемещения трубопровода на искривленных участках
Упругая модель:
Рисунок 5.4 Перемещение в упругой грунтовой среде.
Рисунок 5.5 Деформации искривленного участка.
Продольная сила Р, приложенная в сечениях х=0 и х=l, может быть постоянной и переменной. Если Р постоянно, то Иименение стрелки прогиба определяется:
(5.11)
где: ко- коэффициент постели грунта при сжатии.
Перемещение сечений х=0 и х=?о можно определить из условия:
(5.12)
Жестко - пластичная модель:
При жестко-пластичной грунтовой среде, характеризующейся постоянным сопротивлением поперечному перемещению трубы q, поперечное перемещение определяется:
(5.12)
где: .
5.5Поперечные и продольные перемещение трубопровода в торфах.
Сопротивление грунта перемещению трубопровода вертикально вверх
Существует множество работ для определения сопротивления перемещению трубопровода вертикально вверх.
В разделе будут представлены формулы для расчета сопротивления вертикальным перемещениям вверх.
Эксперементальные исследования по определению зависимости f=f(W) были проведены в Уфе. При обработке опытов с моделями труб 34...108 мм. в сухом песке (?bf = 14.4 кН/м3, Sr=0, ?bf=0, сbf=0) получили:
(5.13)
При определении f <fпр: f=k0W.
где: f,fпр - среднее давление от свободного и забаластированного утяжелителями трубопровода на основание или среднее сопротивление основания перемещению перемещению трубопровода вертикально вверх;
W,Wym - перемещение свободного и забаластированного трубопровода вертикально вверх за счет деформирования основания;
Sr - степень влажности;
k0 - коэффициент постели грунта при сжатии.
Большие опытные работы по сопротивлению перемещению трубы вверх обратной засыпки из торфа выполнены в Гипротюменнефтегаз. С первыми опытами установлено, что зависимость для минеральных грунтов прогнозируют сопротивление торфа с большой погрешностью. Из испытаний с трубами диаметром 70...980 мм. получены следующие эмпирические формулы:
(5.14)
При приложении нагрузки на трубу с выдержкой под каждой ступенью до стабилизации перемещений (?W?0,01 мм/сут)
(5.15)
Где: Еbf = 10-18 кПа. Длительное приложение нагрузки на трубу уменьшает значение fпр в 1,25 раза.
Опытные работы по определению параметров зависимости f=f(W) для труб в торфе выполнены Ю.П. Яблонским. Иследование в лаборатории с трубами диаметром 114...219 мм. в торфе нарушенной структуры (Dpd= 35%, wa=56%, wsat=79%, ?bf=4,14 кН/м3) позволили получить такие выражения:
(5.16)
где: Нвн - расстояние от нижней образующей трубы до уровня воды;
Рассмотрим опыт с диаметром трубы 219 мм.,толщина засыпки над трубой h=80 cм. Для показателей торфа природного сложения слабой степени разложения ?=28*, с=?max=7 кПа, Е=110 кПа, ?=0.11, ?bf= 7*, сbf= 1,75 кПа, Еbf=30 кПа. Плотность ?bf= 0,8 т/м3, относительное заглубление трубы ?=4.14.
Разброс по fпр относительного опытного fпр = 3,28 кН/м (100%) колеблятся от 43% по формалам (1) и :
(5.17)
До 166% по формуле:
(5.18)
Наиболее близкое по приближение 101% получили по формуле (5.16).
Для начального участка f=f(W) хороший результат получили по (5.14).
Рисунок 5.6 Расчетные зависимости f=f(W) и опытная кривая сопротивления торфа перемещению вверх трубы D=219мм.
В результате анализа по данному разделу можно сделать следующие выводы:
1)при обоснованном назначении характеристик грунта нарушенной структуры решения по фрмулам (5.13) - (5.18) а так же:
(5.19)
прогнозируют зависимость f=f(W) для свободной трубы