Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [ 72 ] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

Рис. 5.15. Поперечное сечение на участке окончательной засыпки траншеи после ремонта; изменение положения трубы по вертикали ДV в результате

ремонта: 1 - плотны1й грунт; 2 - ры1хлы1й грунт; 3 - труба; 4 - исходное положение трубы; 5 - положение трубы после ремонта

над трубой; область 3 - пластическому состоянию грунта. Пластическое состояние при взаимодействии грунта с магистральными трубопроводами практически не достигается, но его можно «увидеть» в некоторых других случаях. Одним из таких случаев, например, является, когда на глинистом грунте с помощью домкрата делают попытку поднять тяжелы1й предмет, и при этом опора домкрата уходит в землю, подъем не удается.

Вообще говоря, реакция грунта зависит от многих особенностей и параметров и подчиняется достаточно сложным закономерностям. Н о, как показали численные эксперименты (это будет показано в дальнейшем), в данных задачах на напряженное состояние ремонтируемого участка трубопровода некоторые особенности грунта влияют мало. П оэтому в расчетах вполне допускается принятая здесь простая модель, согласно которой на трубу сверху давит грунт, находящийся строго над трубой, а снизу грунт упругий.

q гр(1)

Рис. 5.16. Расчетная зависимость реакции грунта от вертикального смещения трубы

Дальнейшие исследования показали, что принятая модель для расчета реакции грунта приводит к достаточной для практики точности окончательных результатов. Погрешность выражения -гр практически не влияет на основны1е вы1ход-ные искомые величины (допустимая длина подкопанного участка, ремонтные напряжения в стенке трубы). На окончательные результаты расчетов также слабо влияют глубина залегания трубы в исходном состоянии, плотность и коэффициент постели исходного (уплотненного) грунта.

Это объясняется, во-первых, тем, что существует много других параметров, которые влияют значительно сильнее на получаемые результаты. Во-вторых, даже если постараться поточнее задать исходные параметры грунта, на практике (в процессе выполнения ремонтных работ на трассе) с такой же высокой точностью контролировать и выдерживать в заданных рамках все исходные параметры не удается. Поэтому в расчетах требуется «заложить» достаточный запас прочности, который и «расходуется» на все неточности расчетных моделей и другие приближения при расчетах.

Важно отметить, что во всех приведенных в данном разделе расчетных в формулах для вычисления реакции опоры грунта и суммарных нагрузок на трубу, а также на соответствующих графиках за начало отсчета вертикальных смещений

V принято равновесное положение трубы! в грунте до начала ремонтных работ (т.е. на первом участке). Фактически при

V = 0 реакция грунта компенсирует вес ремонтируемой трубы: q(1) =-qcB.

Таким образом, на первом участке полная вертикальная нагрузка на трубу выражается следующим образом: при V < AV

q(1) = qip(1) + qr+p(1) + qcB = -C(V - AV)Dcy„ + q(1) + = -CDcyM; (5.61)

при V > AV

q(1) = q;(1) + qcB = - (1 + 0, 1073DcyM ) DcyMY +p + qcB . (5.62)

График расчетной зависимости полной вертикальной нагрузки на трубу показан на рис. 5.17.

На в то р о м участке на трубу действуют такие же силы, что и на первом участке, но есть и некоторые отличия.

Во-первых, высота грунта над трубой Н2 меньше, чем на первом участке.

Во-вторых, при смещении трубы вниз более определенной

Рис. 5.17. Расчетная зависимость нагрузки на трубу на первом участке q(1) от вертикального смещения трубы V (фоновый график соответствует рис. 5.16):

1 - область, соответствующая формуле (5.61);

2 - область, соответствующая формуле (5.62)

величины ДVкр(2) грунт под трубой может осы1паться в боковые «карманы-приямки».

В положении, соответствующем нулевому смещению (за которое принято положение трубы до начала ремонта), на трубу действует суммарная нагрузка, равная разности веса грунта над трубой на первом и втором участках дгр(2) - дгр(1). Поэтому график д(2) будет выше графика д(1) на эту величину.

Равновесное положении трубы на втором участке не совпадает с равновесным положением трубы на первом участке. На втором участке труба будет выше на величину V0(2) за счет того, что там снят слой грунта и снижено давление сверху.

Эти особенности находят отражение в расчетных формулах (5.63)-(5.71) и на графике (рис. 5.18).

д(2) = дсв + д(2); дгр(2) = дгр(2) + дгр(2);

д+Р(2) =-(Н2 + 0,1073Dc,„ )Осум Y ;

gГР(2) =-c(V -ДV )Dcy„;

ДV = - дСВ + д+р(1) ;

(5.63)

(5.64)

(5.65) (5.66)

(5.67)

V0(2)

. дгр(2) - дгр(1)

(5.68) 223