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