Метод расчета труб, прокладываемых с применением бестраншейных технологий

• Автор: Осетрова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.15.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Конструкции труб
1.2. Способы прокладки труб
1.3. Методы расчета подземных труб
Краткое заключение по главе
Глава II. РАСЧЕТ ТРУБ НА СОБСТВЕННЫЙ ВЕС ПОРОД
2.1. Расчет труб глубокого заложения
2.1 Л. Исследование напряженно-деформированного состояния труб
глубокого заложения в зависимости от влияющих факторов
2.2. Расчет труб мелкого заложения на воздействие
' собственного веса грунта
2.2.1. Исследование напряженного состояния стенки трубы
в зависимости от влияющих факторов
2.3. Достоверность результатов исследований
Краткое заключение по главе II
Глава Ш. РАСЧЕТ ТРУБ НА НАГРУЗКИ, ПРИЛОЖЕННЫЕ
К ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1. Учет характера приложения нагрузки
3.2. Учет пространственного характера приложения нагрузки
3.3. Расчет труб мелкого заложения на воздействие нагрузок
от колесного и железнодорожного транспорта
3.4. Определение предельной глубины Нпр
3.5. Исследование закономерностей напряженного состояния труб

мелкого заложения, прокладываемых с применением бестраншейных технологий, при действии нагрузки с поверхности земли
3.5.1. Напряженное состояние труб при действии
симметричной поверхностной нагрузки
3.5.2. Напряженное состояние труб при действии
несимметричной поверхностной нагрузки
3.5.3. Влияние глубины заложения на напряженное состояние труб
3.5.4. Влияние отношения модулей деформации материала труб
и грунтового массива
3.5.5. Влияние характера приложения нагрузки на поверхности земли
Краткое заключение по главе III
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
За последние 20 лет в сфере бестраншейных технологий прокладки труб произошел качественный скачок, который позволяет на принципиально новом уровне решить проблему прокладки и ремонта подземных сетей.
Новые бестраншейные способы прокладки трубопроводов включают:
- прокладку протяженных участков трубопроводов дистанционноуправляемыми микропроходческими комплексами, различными видами пневмоударных систем;
- системы прокладай коротких трубопроводов в виде подключений к магистральным линиям, пересечений транспортных путей, рек, каналов и т.д.: шнековое и ударное бурение, стержневое продавливание, горизонтальное направленное бурение, управляемое бурение.
Однако практика проектирования трубопроводов осталась традиционной, не учитывает новых технологических решений прокладки и ориентируется на расчет труб по задаваемым априори, «активным» нагрузкам.
В последние годы развитие механики подземных сооружений сделало возможным применение к расчету подземных сооружений (крепи горных выработок, обделок тоннелей) принципа совместного деформирования крепи с массивом пород, тем самым позволяя учитывать полное взаимодействие подземной конструкции и грунтового массива, в отличие от традиционных методов, где рассматривалось лишь их частичное взаимодействие. Вместе с тем следует отметить, что методы расчета труб, основанные на анализе контактного взаимодействия конструкций с массивом грунта, отсутствуют.
Таким образом, разработка метода расчета труб, прокладываемых с применением бестраншейных технологий, с учетом современных достижений механики подземных сооружений на различные виды нагрузок и воздействий, является актуальной научной задачей.
Трубы, прокладываемые с применением бестраншейных технологий (микротоннелирование, продавливание и др.) оказываются в обойме грунтового массива, находящегося в условиях своего естественного состояния.

В книге много внимания уделяется также расправляющему действию внутреннего давления в подземной трубе. Этот вопрос, безусловно, представляет интерес, но в определенном масштабе. В самотечных и низконапорных трубопроводах внутреннее давление невелико, толщина стенки определяется расчетом на действие внешней нагрузки, а наиболее опасным загружением будет давление грунта именно при отсутствии внутреннего давления. Высоконапорные же подземные трубопроводы (например, в магистральных газопроводах внутреннее давление доходит до 74 атм) имеют настолько мощную стенку, что на давление грунта их не рассчитывают.
Американский ученый М.Шпенглер [161] для труб, уложенных в насыпи или в широкую траншею, принимая нагрузку, равномерно распределенную сверху и снизу, а очертание эпюры бокового отпора грунта по квадратной параболе (рис. 1.5, е), получил следующую формулу для определения деформации горизонтального диаметра:

АО = РгРк 7. (1.4)
г EJ + 0.061кг У
Коэффициент РК зависит от величины центрального угла у сегмента опирания трубы и при изменении \1 от 0 до л/2 РК соответственно принимает значения от 0,11 до 0,083. Коэффициент Р оценивает перемещение грунта засыпки во времени и изменяется от 1,25 до 1,5.
В американской практике эту формулу используют для определения поперечных деформаций подземных гибких труб. При этом предполагается равенство деформаций вертикального и горизонтального диаметров подземной трубы, что не подтверждается ни расчетами, ни опытами, проведенными в работе [30].
При расчете по методу Метропроекта, разработанному Б.П.Бодровым и Б.Ф.Матэри [11], круговая ось подземного кольца заменяется 16-угольником,