ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДА В ЗОНЕ ОПОЛЗНЯ ГРУНТА

М. Ф. Сунагатов, А. З. Гайсин

Аннотация


Подземные магистральные нефтепроводы являются очень протяженными объектами, которые проходят не только через стабильные районы с устойчивыми грунтами, но и районы с активными проявлениями грунтовых изменений, в том числе, через болота, реки, сейсмические разломы, многолетнемерзлые грунты, участки с карстовыми проявлениями, склоны и овраги. При длительной эксплуатации трубопроводов на таких участках необходимо следить за происходящими изменениями и принимать упреждающие меры по обеспечению безопасности трубопроводов.

В статье рассматривается исследование зависимостей взаимодействия трубопровода с грунтом в оползневой зоне от различных факторов. Задача решается методом физического и математического моделирования. Модель взаимодействия трубопровода с грунтом в оползневой зоне представляет собой ценный вклад в решение актуальной научно-технической проблемы, связанной с обеспечением безопасности трубопроводных систем.

В результате работы получено уравнение состояния в виде дифференциального уравнения. Исследованы методы и особенности решения в некоторых простых случаях, когда реакция грунта выражается аналитическими выражениями. При определении напряжений от внешних сил трудно правильно и точно описать закономерности взаимодействия трубы с грунтом, которые к тому же меняются при грунтовых изменениях. Другая сложность в том, что во многих случаях заранее неизвестны граничные условия для рассматриваемого участка трубопровода; они сами определяются только в ходе решения задачи. Поэтому в статье рассмотрены методы решения в реальных случаях, когда реакция грунта не может быть описана с помощью простых аналитических выражений. Для этих случаев составлен алгоритм, основанный на численных методах с последовательными приближениями.


Ключевые слова


boundary conditions;calculation by numerical methods;deformation;landslide;modeling;pipeline;reaction;safety;shift;граничные условия;деформирование;моделирование;обеспечение безопасности;оползень;расчёт численными методами;реакция;сдвиг;трубопровод

Полный текст:

PDF

Литература


Расчёт и обеспечение прочности трубопроводов в сложных инженерно-геологических условиях / А. М. Шаммазов, Р. М. Зарипов, В. А. Чичелов, Г. Е. Коробков. М.: Интер, 2006. Т. 2. Оценка и обеспечение прочности трубопроводов в сложных инженерно-геологических условиях. 564 с.

Анализ напряженно-деформированного состояния пригруженного подземного трубопровода в слабонесущих грунтах/ Н. А. Малюшин, М. Ю. Гаврилов, С. А. Шоцкий, А. А. Юрченко // Нефть и газ. Известия ВУЗов. 2009. № 4. С. 92-95.

Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1975. 576 с.

Гумеров А. Г., Гумеров Р. С., Гумеров К. М. Безопасность длительно эксплуатируемых магистральных нефтепроводов. М.: Недра, 2001. 305 с.

Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1972. 673 с.

Дарков А. В., Шапиро Г. С. Сопротивление материалов: учебник для техн. вузов М.: Высш. шк., 1989. 624 с.

Добронравов В. В., Никитин И. Н., Дворников А. Л. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1974. 527 с.

Оценка напряжённого состояния подземных трубопроводов с учётом грунтовых изменений в процессе эксплуатации/ А. В. Фролов, Л. Т. Шуланбаева, М. Ф. Сунагатов, А. К. Гумеров // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов / ИПТЭР. 2010. Вып. 1 (79). С. 61-66. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2481

Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов. М.: Физматгиз, 1961. 748 с.

Марчук Г. И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980. 536 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2016-2-134-150

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.