Сопротивление грунта продольным перемещениям трубы.

Для определения зависимостей сопротивления грунта – продольное перемещение, проводят эксперименты и строят диаграммы.

Чтобы оценить сопротивление грунта продольным перемещениям магистрального трубопровода, проводят следующие эксперименты. Сквозь изучаемый грунт перемещают отрезок трубы вдоль его оси и с помощью динамометра определяют силу сопротивления грунта.

Результаты измерений наносят на диаграмму. По оси абсцисс откладывают продольные перемещения отрезка трубы , как недеформируемого тела, по оси ординат – среднее значение cопротивления грунта сдвигу по поверхности трубы .

После того, как диаграмма полностью построена, на ней можно выделить три главных участка:

1 – между перемещением трубы и сопротивлением грунта, почти линейная зависимость. Это первая фаза напряженного состояния грунта – фаза уплотнения, когда грунт уплотняется и приобретает свойства упругого тела;

2 – нарушается пропорциональность между перемещением трубы и сопротивлением грунта, доля упругих деформаций уменьшается, остаточные деформации нарастают;

3 – почти прямая линия параллельная оси абсцисс, которая характеризует равномерное перемещение отрезка трубы. На этом участке грунт находится в стадии предельного равновесия, а между трубой и грунтом устанавливается пластическая связь, которая описывается свойством пластического тела Прандтля-Кулона.

Рисунок 32. Диаграмма сопротивления грунта продольным перемещениям.

1 – диаграмма реального грунта; 2 – билинейная диаграмма.

Для того, чтобы максимально упростить решение полученной математической модели на практике зависимость сопротивления грунта от продольного перемещения линеаризировать, т.е. заменить двумя прямолинейными участками.

На первом участке в области упругих деформаций эта зависимость описывается уравнением прямой

, (9.11)

где – обобщенный коэффициент касательного сопротивления грунта (коэффициент постели грунта при продольных перемещениях); на диаграмме этот коэффициент определяется углом наклона первого участка к оси абсцисс (рисунок 32).

Второй участок параллелен оси абсцисс и определяется уравнением прямой , где - предельное сопротивление грунта.

Для определения обобщенного коэффициента касательного сопротивления грунта при обработке диаграмм используют условие минимума получаемой ошибки. С этой целью ломаную линию (рисунок 32) проводят таким образом, чтобы площади, образованные экспериментальной кривой и ломаной линией были равны.