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

плотный грунт обладает такими же механическими свойствами, как и на участках 1 и 2. Коэффициент постели плотного грунта равен С;

плотность рыхлого (подсыпанного) грунта в момент подсыпки рр составляет /р от плотности грунта в исходном состоянии рп: рр = /ррп; значение /р < 1. Величину /р назовем коэффициентом уплотнения грунта;

справедливо также выражение ип = /рир, где ип - объем рыхлого грунта в исходном плотном (доремонтном) состоянии; ир - объем рыхлого грунта;

коэффициент уплотнения зависит от типа грунта (песок, суглинок, глина и др.) и от техники подсыпки и подбивки. Значение коэффициента /р находится в диапазоне (0; 1);

коэффициент постели подсыпанного грунта в момент подсыпки и подбивки равен С4; значение С4 < С. Если подбивки нет, то С4 = 0.

после подсыпки труба продолжает смещаться вниз (усадка), при этом плотность подсыпанного грунта растет, стремясь к значению рп;

с увеличением плотности подсыпанного грунта растет коэффициент постели, стремясь к значению С.

Чтобы описать все принятые допущения математически, введем локальную координату w, связанную с нижней точкой трубы в момент подсыпки грунта (см. рис. 5.20). Взаимосвязь координат V и w следующая:

w = -V - ДЛ; ДЛ = Л3 - h1. (5.73)

где Л1 - глубина подкопа грунта под трубой в ремонтном котловане относительно исходного положения трубы (от нижней образующей), определяется исходя из технологии земляных работ и характеристик используемой подкапывающей машины; Л3 - расстояние от низа трубы! до дна ремонтного котлована в момент подсыпки грунта (в конце ремонтного котлована), определяется в процессе решения задачи о напряженно-деформированном состоянии трубопровода. Этот параметр зависит от вертикального смещения трубы в конце ремонтного котлована (в момент подсыпки грунта).

Параметр Л* характеризует такое вертикальное положение трубы, при котором подсыпанный грунт уплотняется до уровня плотности исходного грунта. Значение этого параметра определяется так: Л* = (1 - /р) Л3.

При вышеизложенных допущениях зависимость реакции подсыпанного грунта от вертикального положения трубы по-

сле подсыпки можно выразить нижеследующими зависимостями.

Случай 0 < w < h. Коэффициент постели растет по мере уплотнения подсыпанного грунта. При этом наиболее подходит выражение для реакции грунта

i+p(4)

= Aw + .

Коэффициенты А и В находим из условий

q+p(4)

:C(4)DcyM при w = 0;

dq+p(4)

Окончательно

-CDcyM при w = h = (1 -fp)Л3

q+p(4) = C(4)DcyMw + w2 DcyM = DcyMw 2 h

C(4) +

. (5.74)

Если грунт подсы1пается без уплотнения, то С(4) = 0. При этом

2

q+p(4) = w * DcyM.

(5.75)

Случай w > h. Подсыпанный грунт уплотнился до исходного состояния, описываемого коэффициентом постели С, который при дальнейшем смещении трубы не изменяется. При этом наиболее подходит выражение для реакции грунта

q+p(4) = A + Bw.

Коэффициенты А и В находим из условий непрерывности функции q+p(4)(w) ее первой производной d4) в переходной точке w = h*. Выполнив необходимые преобразования, получим

+p(4)

=DcyMh*

.(С(4) - С)

+ CDcyMw = DcyM

Cw-h.C-C(4)

(5.76)

Если грунт подсыпается без уплотнения (С(4) = 0), то

q+p(4) DcyMC

(5.77)

Рис. 5.21. Расчетная зависимость реакции грунта на четвертом участке 9гр(4) от верти -кального смещения трубы V (фоновый график соответствует рис.

5.17):

1 - область, соответствующая формуле (5.74);

2 - область, соответствующая формуле (5.76);

3 - область, соответствующая формуле (5.78); Дл = Л3 - л1; л* = (1 -

-/р)л3

q гр(4)

Случай w < 0. Труб не соприкасается с грунтом и поэтому нет реакции грунта;

гр(4)

(5.78)

График зависимости реакции грунта от вертикального смещения на участке подсыпки грунта (четвертом участке) показан на рис. 5.21.

В расчетных формулах давление трубы под грунт (или наоборот, отпора грунта на трубу) определяется параметром w, который имеет следующий физический смысл: он показывает, насколько в данном сечении сместилась труба вниз от момента подсыпки грунта. Если труба оседает ниже отметки

возникает,

если V > V34

то и от-

V34 = Л1 - Л3 = -ДЛ, то отпор пора грунта нет.

Полная нагрузка на трубу на четвертом участке д(4) определяется как сумма реакции грунта дгр(4) и собственного веса трубы дсв:

д(4) = дгр(4) + дсв.

График зависимости полной вертикальной нагрузки на трубу на участке подсыпки грунта показан на рис. 5.22.

Может произойти так, что в некоторых точках z > z3 труба будет вы1ше отметки V* (см. обозначения координат рис. 5.13). Тогда отпор грунта исчезает, так как подсыпанный грунт сопротивляется только сжатию при осадке трубы и не может расширяться при снижении или снятии нагрузки. Отпечаток, сделанный трубой на подсыпанном грунте при смещении ее вниз, так и остается при подъеме трубы. Для опи-