Разработка математической модели сейсмического воздействия на подземные газопроводы : на примере магистрального газопровода "Ленинград-Выборг-госграница"

• Автор: Горохов, Николай Леонидович
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ВОЗДЕЙСТВИЯ СЕЙСМОВЗРЫВНЫХ ВОЛН НА ПОДЗЕМНЫЕ ГАЗОПРОВОДЫ
1.1 Основные подходы к решению задач динамического деформирования трубопроводов, взаимодействующих с грунтовыми средами
1.2 Обзор моделей динамического деформирования грунтовых сред
1.2.1 Модели динамического деформирования скальных грунтов
1.2.2 Модели динамического деформирования мягких грунтов
1.3 Особенности моделирования полубесконечных областей
1.4 Выводы по главе
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СЕЙСМОВЗРЫВНЫХ ВОЛН С ПОДЗЕМНЫМИ ГАЗОПРОВОДАМИ
2.1 Расчетная схема
2.2 Вариационная постановка динамических задач механики деформируемого твердого тела
2.3 Вариационная постановка задачи динамического деформирования сплошной среды
2.4 Вариационная постановка задачи динамического деформирования трубных оболочек
2.5 Модель динамического деформирования грунта
2.5.1 Уравнения состояния динамического деформирования мягких грунтов

2.5.2 Уравнения состояния динамического деформирования скальных грунтов
2.6 Поглощающие граничные условия, ртГслои
2.6.1 Математическая модель ршГслоев в частотной области решения
2.6.2 Математическая модель рпй-слоев во временной области решения
2.7 Способ задания нагрузок
2.8 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ЧИСЛЕННЫЕ СХЕМЫ И АЛГОРИТМЫ

3.1 Построение схемы метода конечных элементов для уравнений динамики грунта
3.1.1 Реализация уравнений состояния скальных грунтов
3.1.2 Реализация уравнений состояния мягких грунтов
3.2 Построение схемы метода конечных элементов для уравнений динамики трубопровода
3.3 Конечно-элементная модель рт1-слоев
3.4 Модель контакта грунт-трубопровод
3.5 Схема интегрирования по времени
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРАНШЕИ ВБЛИЗИ ДЕЙСТВУЮЩЕГО МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА «ЛЕНИНГРАД-ВЫБОРГ-ГОСГРАНИЦА»
4.1 Проведение инструментальных измерений параметров сейсмовзрывных волн и вмещающих грунтов при ведении взрывных работ вблизи действующего газопровода
4.1.1 Проведение измерений параметров сейсмовзрывных волн
4.1.2 Порядок проведение измерений
4.1.3 Организация проведения и результаты инструментальных измерений параметров сейсмовзрывных волн при взрывании шпуров и скважин различных диаметров в грунтовых условиях, отвечающих трассе прокладки строящегося газопровода
4.2 Результаты измерений параметров сейсмовзрывных волн на подходе к трубопроводу
4.3 Определение оценочной массы заряда
4.4 Проведение численных экспериментов для определения сейсмобезопасной массы заряда
4.4.1 Исходные данные для расчета
4.4.2 Эксперимент №1: масса заряда 0 = 8 кг

4.4.3 Эксперимент №2: масса заряда 0=12 кг
4.4.4 Эксперимент №4: масса заряда 0 = 40 кг
4.5 Расчет параметров буровзрывных работ
4.5.1 Исходные данные для расчета параметров буровзрывных работ
4.5.2 Конструкция заряда
4.5.3 Методика расчета скважинных и шпуровых зарядов
4.6 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

г-МЛ) (2-14)
Рис. 2.3 - Задание геометрии оболочки
Производные
г- = ——, / = 1,2, (2.15)
'89,
называются базисными векторами и являются векторами касательных к соответствующим координатным линиям. Скалярные произведения этих векторов определяют метрический тензор
= г,гк , (2.16)
который характеризует так называемую внутреннюю геометрию поверхности.
Вектор нормали к срединной поверхности п определяется как нормированное векторное произведение базисных векторов:
(2.17) где
8 = «п821-8а- (2-18)
Выражение для потенциальной энергии деформации С/, которая входит в функционал (2.3), в случае принятой модели оболочки, принимает следующий вид [27]:
и + х*Р?х№* (2.19)

Г1 ХГ2 4е