силу и изгибающий момент при прохождении сейсмической волны
вычисляют по формулам [4]
F
k
=
EAv
max
α
k
V
k
≤
F
t
;
M
k
=
EJa
(
β
k
V
k
)
2
,
где
E
— модуль упругости материала трубы;
v
max
=
v
0
K
g
— макси-
мальная скорость частиц грунта;
v
0
— начальная скорость,
v
0
= 0
,
91
и 1,20 м/с для грунтов I и II категории по сейсмическим свойствам;
K
g
— коэффициент сейсмичности (табл. 1);
α
k
, β
k
— коэффициенты, со-
ответствующие типу волны (табл. 2);
V
k
— скорость распространения
волны
k
-го типа;
J
— момент инерции поперечного сечения трубы;
a
— сейсмическое ускорение, определяемое в зависимости от силы
землетрясения (см. табл. 1).
Таблица 1
Значения сейсмического ускорения
и коэффициентасейсмичности [5]
Сила землетрясения, балл
Показатель
7
8
9 10
а
, см/с
2
100 200 400 800
K
g
0,1 0,2 0,4 0,8
Таблица 2
Значения коэффициентов
α
k
и
β
k
[4]
Коэффициент
Тип волны
k
1
2
α
k
1,0
2,0
β
k
1,6
1,0
Сила, передаваемая трубопроводу за счет силы трения
1
грунта,
находится по формуле
F
t
=
1
4
f
t
λ
k
,
где
f
t
— максимум погонной силы трения между конструкцией и грун-
том, определяемый с учетом силы от волнового воздействия и сцеп-
ления грунта с трубой,
f
t
=
πD
(
K
тр
ρ
г
v
max
V
k
+
C
г
);
D
— внешний диаметр трубы;
K
тр
= tg
ϕ
г
— коэффициент трения;
ϕ
г
— угол внутреннего трения грунта (засыпки);
ρ
г
=
γ
г
/g
— плотность
грунта;
γ
г
— удельный вес грунта;
g
— ускорение свободного падения;
C
г
— сцепление грунта (засыпки);
λ
k
=
TV
k
— длина волны
k
-го
типа [6];
T
— преобладающий период сейсмического воздействия для
волны
k
-го типа. Физико-механические свойства грунтов приведены в
табл. 3.
1
Трение от волнового воздействия возникает в результате движения частиц грун-
та, вызванного распространением сейсмической волны.
108
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 4
