Том 333 № 9 (2022)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2022/9/3595

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ТРУБОПРОВОДА, ПРОЛОЖЕННОГО НА УЧАСТКАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТОВ

Актуальность. В статье рассматривается проблема строительства и эксплуатации трубопроводов на участках распространения пучинистых грунтов. Рассматриваемая проблема является актуальной, поскольку одной из основных причин, осложняющих процесс прокладки трубопроводных систем в северных районах, является морозное пучение, заключающееся в многократном увеличении объема влажных грунтов при замерзании. Металл труб подземных магистральных трубопроводов при их эксплуатации на участках распространения пучинистых грунтов подвергается существенным деформациям, происходящим из-за неконтролируемых подвижек грунта вследствие процесса морозного пучения. Данное силовое взаимодействие подземного трубопровода и мерзлого грунта может стать причиной возникновения аварийных ситуаций. 
Цель: создать 3D-модель взаимодействия трубопровода с мерзлым пучинистым грунтом для того, чтобы имитировать процесс пучения грунта и выявить графическую зависимость напряжений и деформаций, возникающих в трубопроводе, от перемещения грунта. 
Объекты: участок трубопровода, проложенный на участках распространения пучинистых грунтов. 
Методы. В процессе исследования была изучена литература и нормативные документы по строительству и эксплуатации сооружений в многолетнемерзлых грунтах и проведен анализ влияния пучинистых грунтов на здания и сооружения, а также проведено моделирование в программном комплексе Ansys. В работе анализируется процесс взаимодействия многолетнемерзлых грунтов с подземным трубопроводом в программном комплексе AnsysWorkbench. 
Результаты. Авторами выполнено моделирование процесса пучения грунта и проведена оценка напряженно-деформированного состояния трубопровода, проложенного на участках распространения пучинистых грунтов, в программном комплексе AnsysWorkbench. С помощью разработанной модели получены и проанализированы значения напряжений и полных деформаций стенки трубы при контакте с мёрзлым грунтом, построена графическая зависимость наблюдаемых величин при усилении процесса пучения и увеличении участка пучения.

Ключевые слова:

Трубопровод, напряженно-деформированное состояние, пучение, строительство, моделирование

Авторы:

Эльвира Венеровна Файзуллина

Мария Андреевна Паршикова

Денис Алексеевич Гулин

Тимур Султанмагомедович Султанмагомедов

Султанмагомед Магомедтагирович Султанмагомедов

Тимур Ришатович Насибуллин

Скачать pdf