6.11. Проверка общей устойчивости наземных трубопроводов в насыпи

Продольная устойчивость прямолинейных наземных трубопроводов в насыпях проверяется по условию (6.56) с учетом размеров и геометрической формы насыпи, предварительно назначаемых из конструктивных соображений и тепловых расчетов. После проверки устойчивости размеры насыпи уточняются в зависимости от соотношения величин S и m N_кр. При этом в случае пластической связи трубопровода с грунтом

, (6.87)

в которой значение сопротивления горизонтальным перемещениям трубы

, (6.88)

где E₁ – предельное сопротивление грунта насыпи поперечному перемещению трубопровода (пассивный отпор грунта),

(6.89)

Е₂ – сила трения трубы о грунт при горизонтальном поперечном перемещении трубопровода,

. (6.90)

В формулах (6.89) и (6.90) величина h₁ представляет расстояние от подошвы насыпи до верхней образующей трубопровода (рис. 6.13), в соответствии со СНиП 2.05.06-85 h₁ = D_н+(0,25 0,35)м, размер h₂ подсчитывается по формуле

, (6.91)

Рис. 6.13. Расчетная схема проверки на общую устойчивость

Трубопровода в насыпи

Среднее давление грунта насыпи на уровне верхней образующей трубопровода

. (6.92)

Здесь b – половина ширины насыпи поверху, по СНиП 2.05.06-85

, (6.93)

h₀ – высота слоя засыпки над верхней образующей трубопровода, h₀  0,8 м; _н – угол откоса насыпи, учитывая, что по СНиП 2.05.06-85 откос должен быть не менее 1:1,25, _н .

Для несвязных грунтов, таких как песок, с с_гр= 0, значение E₁ должно быть уменьшено на величину

. (6.94)

Рис. 6.14. Расчетная схема нагрузок при определении сопротивления

трубопровода сдвигу в сторону

На участках поворотов трубопровода в горизонтальной плоскости размеры насыпи проверяются из условия устойчивости трубопровода на сдвиг в сторону вместе с грунтом, расположенным над ним и со стороны, препятствующей сдвигу (рис. 6.14):

, (6.95)

где  – радиус изгиба оси трубопровода; k_сдв – коэффициент запаса по сдвигу грунта, принимаемый равным 1,25; q_сдв – сопротивление грунта сдвигу трубопровода вместе с частью насыпи, отнесенное к единице длины трубы,

(6.96)

здесь f_гр – коэффициент трения грунта при сдвиге, равный tg (см. табл. 6.1); f_тр – коэффициент трения трубопровода о грунт, равный 0,250,36; а – половина ширины насыпи понизу,

; (6.97)

На участках поворотов трубопроводов в вертикальной плоскости устойчивое положение трубопровода в насыпи против подъема вместе с грунтом обеспечивается при соблюдении условий

; (6.98)

, (6.99)

где q_верт – определяется по формуле (6.63); k_Н.П – коэффициент надежности против подъема трубопровода вместе с грунтом, принимаемый равным 1,25; l_кр – расстояние по прямой между началом и концом вертикальной кривой (рис. 6.15); f – стрела изгиба трубопровода в пределах расчетного криволинейного участка; k_ – расчетный коэффициент, зависящий от угла поворота оси трубопровода в вертикальной плоскости ; при _в  45⁰ k_ = 1, при _в  45⁰

. (6.100)

Значения l_кр, f,  и _в связаны между собой следующими зависимостями:

; (6.101)

. (6.102)

Р ис. 6.15. Расчетная схема изогнутых участков трубопровода

в насыпи в вертикальной плоскости