Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Консп лекц Стр констр.doc
Скачиваний:
112
Добавлен:
11.11.2019
Размер:
4.31 Mб
Скачать

Коэффициент постели грунта при сжатии

Грунт

k0, МН/м3

Грунт

k0, МН/м3

Торф влажный

Плывун

Глина размягченная

Песок свеженасыпанный

0,51,0

15

15

25

Песок слежавшийся

Глина тугопластичная

Гравий

530

550

1050

Продольное критическое усилие для прямолинейных участков подземных трубопроводов в случае упругой связи трубы с грунтом

,

где k0 – коэффициент нормального сопротивления грунта (коэффициент постели грунта при сжатии) (табл. 6.2).

При этом расчетная длина волны выпучивания Lкр определяется из выражения

. (6.64)

Если характер связи трубопровода с грунтом не определен, из двух значений Nкр рекомендуется принимать меньшее, рассчитываемое по формуле (6.58).

Для криволинейных (выпуклых) участков трубопровода, выполненных упругим изгибом, в случае пластической связи трубы с грунтом критическое усилие подсчитывается как

(6.65)

или , (6.66)

где - коэффициент, который находится по номограмме (рис. 6.9) в зависимости от параметров и Z

, (6.67)

. (6.68)

В формулах (6.66) и (6.67) – радиус упругого изгиба трубопровода, соответствующий рельефу дна траншеи. В любом случае должен быть больше значения min, определяемого по таблицам или специальными расчетами.

Из двух значений Nкр, определенных по формулам (6.65) и (6.66), рекомендуется принять меньшее.

6.10.3. Расчеты продольных перемещений подземных трубопроводов

В процессе эксплуатации подземные трубопроводы под действием продольных усилий, вызванных внутренним давлением и перепадом температур, могут перемещаться в грунте, особенно у мест выхода на поверхность.

Грунт оказывает сопротивление перемещением в форме касательных напряжений по контакту труба-грунт. При малых перемещениях связь между трубой и грунтом упругая, касательные напряжения х в сечении х трубопровода линейно зависят от перемещений в том же сечении Uх

,

где kи коэффициент постели грунта при продольных перемещениях, некоторые значения которого для ориентировочных расчетов приведены в табл. 6.3.

Расчетная схема приведена на рис. 6.10, 6.11. Эквивалентное продольное усилие Р0, т.е. усилие, которое может быть реализовано в продольные перемещения,

. (6.69)

Продольные перемещения Uх, касательные напряжения х и продольные усилия Рх в сечении х рассматриваемого участка трубопровода длиной l1 определяются по формулам

; (6.70)

; (6.71)

, (6.72)

где – параметр,

; (6.73)

sh x, ch x – функции гиперболических синуса и косинуса,

, (6.74)

. (6.75)

Таблица 6.3

Значение коэффициента постели грунта при продольных

перемещениях

Грунт

Kи, МН/м3

Грунт

Kи, МН/м3

Песок средней плотности

Супесь

Суглинок

Глина тугопластичная

8

5

4

2

Глина мягкопластичная

Торф сухой

Торф влажный

1,5

0,5

1,0

Длина участка l1, в пределах которого имеют место про­дольные перемещения, с точностью до 6 % определяются из со­отношения

. (6.76)

Максимальные перемещения Umax и касательные напряжения max имеют место в конце участка l1

; (6.77)

. (6.78)

Расчетная схема и соответствующие ей зависимости действи­тельны, если усилие Р0 не превышает предельного Рпр

, (6.79)

которое определяют по формуле

, (6.80)

где пр – продольные касательные напряжения, определяемые по формулам (6.60), (6.61) и (6.62), в которых коэффициенты надежности по нагрузке пгр = 1,2, пс.в = 1,1 для определения qм и qиз и пс.в = 1,0 для расчета qпр.

При этом максимальные перемещения Umax в точке х = l1

, (6.81)

а максимальные касательные напряжения max, в той же точке равны предельным:

. (6.82)

Если усилие Р0 превышает Рпр, продольные перемещения столь значительны, что связь между трубой и грунтом из упругой переходит в пластичную, при которой касательные напряжения по контакту труба-грунт не зависят от значения продольных перемещений и равны пр. Таким образом, отрезок трубопровода, вовлеченный в перемещения, увеличивается, и в его пределах, наряду с участком упругой связи трубопровода с грунтом l1 формируется участок пластичной связи lп (рис. 6.10).

На участке упругой связи распределение Uх, х и Рх рассчитываются по формулам (6.70), (6.71), (6.72) с заменой величины Р0 на Рпр.

Длина участка пластичной связи трубопровода с грунтом определяется по формуле

, (6.83)

где величина р0 находится из выражения (6.59) с учетом отрицательного значения касательных напряжений, принятого в расчете продольных перемещений.

Продольные усилия по длине трубопровода на участке lп изменяются по следующей зависимости:

. (6.84)

Продольные перемещения на участке lп с учетом смещения на участке l1 можно определить из выражения

. (6.85)

Перемещение конечного сечения трубопровода

. (6.86)