Исследование влияния сил морозного пучения грунтов на напряженно-деформированное состояние трубопровода

• Автор: Горковенко, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Раздел 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ФУНДАМЕНТЫ
1.1. Основные закономерности морозного пучения и критерии морозоопастности пучинистых грунтов
1.2. Анализ основных факторов, влияющих на пространственное положение трубопроводов в промерзающих пучинистых грунтах
1.3.Существующие методы оценки напряженно-деформированного состояния стенки трубопровода
1.4. Выводы по разделу. Цель и задачи исследования
Раздел 2. ХАРАКТЕРИСТИКА, АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ГРУНТОВЫХ
УСЛОВИЙ РЕГИОНА. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.Общая характеристика регионов и особенности грунтовых
условий трасс трубопровода
2.2.Выявление степени влияния грунтового фактора на напряжения в стенке трубопровода
2.3.Выводы по разделу
Раздел 3. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИЛОВОГО
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРУБОПРОВОДА В ПОГРАНИЧНОЙ
ЗОНЕ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
3.1 .Силовое взаимодействие трубопровода с непучинистым
грунтом
3.2.Силовое взаимодействие трубопровода с пучинистым
грунтом
3.3.Силовое взаимодействие (изгиб) трубопровода в пограничной зоне для случая упругого режима работы непучинистого грунта
3.4.Силовое взаимодействие трубопровода с грунтами для случая упругопластического режима работы непучинистого грунта
3.5.Выводы по разделу
Раздел 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО ИЗГИБАЮЩЕГО
МОМЕНТА В СТЕНКЕ ТРУБОПРОВОДА И РАСЧЕТ ЕЕ
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
4.1.Определение изгибающего момента в стенке для упругопластического режима работы непучинистого
грунта
4.2.Оценка влияния ореола оттаивания грунта вокруг трубопровода
на величину изгибающего момента
4.3 .Получение удобных для инженерных расчетов формул максимального значения изгибающего момента на основе
рационального планирования эксперимента
4.4.Определение напряженно-деформированного состояния
стенки трубопровода в активной зоне грунтов
4.5.Исследование силового взаимодействия моделей трубопровода
с мерзлыми грунтами в лабораторных условиях
4.6.Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение
Введение
В нефтегазовом и трубопроводном строительстве трубопроводы оцениваются как надежный и безопасный вид транспорта. В том, что он безопасный, можно согласиться лишь в случае, если надежность трубопровода обеспечена с высокой вероятностью.
В последнее время вопросы надежности трубопроводного транспорта становятся наиболее актуальными. И связано это, в первую очередь, со «старением» газотранспортной сети. Многие магистральные трубопроводы России в настоящее время имеют значительный срок эксплуатации. Так, 25% газопроводов эксплуатируются уже более 20 лет, 38% - 10-20 лет, а 5% преодолели планку нормативного срока эксплуатации - 33 года.
Такое положение обусловливает рост числа аварийных ситуаций на магистральных трубопроводах. Так, в 1993 году только в РАО “Газпром” их число составило 41 против 25 в 1992 г (рост 60%).
Среди факторов, формирующих напряженно-деформированное состояние трубопроводов, взаимодействие последних с промерзающими грунтами является наименее изученным. Объясняется это сложностью процесса, так как морозное пучение относится к тем физико-механическим процессам, в результате которых промерзающий грунт в условиях гидро- и термодинамических изменений сам приобретает напряженно-
деформированное состояние. Напряжения, возникающие в грунтах при пучении, смещают трубопроводы, изменяя их плановое и высотное положение. Такие деформации характерны для районов глубокого сезонного промерзания и распространения вечномерзлых грунтов.
Решение проблемы особенно актуально для Тюменского нефтегазового региона, где вечномерзлые грунты занимают площадь около 1 млн.км2, а доля грунтов с глубоким сезонным промерзанием составляет более 70% талых грунтов.

; 146»
WÊh,
. ‘ ' -у* * *. * "* *
; - ’

1 47.8 44.9 47.6 46.S 47.8

26 27 28

140 10.0 17.5 14.1