УДК 622.692.4
В. И. Л а р и о н о в, С. П. С у щ е в,
Д. Ю. В а л е к ж а н и н, Д. Ю. Г р я з н е в
ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ ТРУБОПРОВОДА
НА УЧАСТКЕ ОПОЛЗНЯ ПРИ ПРОДОЛЬНОМ
СДВИГЕ ГРУНТА
Разработана математическая модель взаимодействия подземного
трубопровода с грунтом в зоне продольного сдвига (оползня). На
одном из примеров показаны важнейшие закономерности форми-
рования напряженно-деформированного состояния трубопровода в
районе оползня.
E-mail:
;
;
Ключевые слова
:
оползень, трубопровод, безопасность, деформирование,
напряжение, моделирование, грунт, сдвиг, прочность, расчет.
Обеспечение прочности трубопроводов, проложенных в сложных гео-
логических условиях (территории с карстовыми образованиями; зоны мно-
голетнемерзлых грунтов; оползневые и курумные участки; сейсмоопасные
зоны), является одной из наиболее актуальных задач.
В статье рассматривается математическая модель оценки напряжения в
трубопроводе диаметром
D
и толщиной стенки
δ
т
на участке оползня при
продольном сдвиге грунта (рис. 1).
Для получения аналитического выражения, связывающего напряжения с
продольным сдвигом грунта, выделим элемент трубы длиной
dz
и запишем
для него условие равновесия (рис. 2).
Сила, с которой действует грунт на поверхность элемента трубы
dz
,
определяется соотношением
dQ
=
πD
∙
dz
∙
q
z
,
где
q
z
— реакция грунта в продольном направлении, отнесенная к площади
поверхности трубы длиной 1 м
2
.
Сила, с которой действуют на элемент
dz
остальные части трубопровода
(слева и справа), равна
dN
=
πDδ
т
dσ.
Условие равновесия элемента длиной
dz
имеет вид
dQ
+
dN
= 0
.
Рис. 1. Схема состояния трубопровода
в зоне продольного сдвига грунта
Рис. 2. Силы, действующие на элемент
трубопровода при продольном сдвиге
грунта
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 4
111
