q
y
(
z
)
и
q
z
(
z
)
— вертикальная и продольная нагрузки на трубу;
E
—
модульупругости металла трубы;
N
(
z
)
— продольная (осевая) сила;
J
у
(
z
)
— момент инерции поперечного сечения трубы относительно
вертикальной оси
у
, совпадает с
J
x
(
z
)
.
Расчет НДС линейной части МТ может бытьвыполнен численно
методом конечных элементов. Для корректного расчета необходимо
учестьнелинейное взаимодействие трубопровода с грунтом (рис. 4),
которое будет моделироватьразличный характер отпора грунта в за-
висимости от направлений локальных осей трубопровода.
Моделирование взаимодействия грунта с трубопроводной систе-
мой осуществляется на основании теории, описанной в работе [5].
Перемещения трубопровода в грунте рассматриваются в вертикаль-
ной, горизонтальной плоскостях и вдоль оси трубопровода.
Отпор грунта в разных направлениях различен (своего рода анизо-
тропный отпор). Для создания механизма сопротивления грунта пере-
мещениям в конечном элементе трубопровода в его узлы
i
и
j
ставятся
пружины, жесткостькоторых зависит от свойств грунта, параметров
траншеи и от перемещений трубопровода и определяет реакцию (от-
пор) грунта.
Таким образом, по перемещениям в
i
-м узле на каждой итерации
вычисляются жесткости пружин
i
-го узла. Поскольку отпор грунта
при этом заменяется точечными реакциями, а не распределенными, то
требуется разбиение подземных участков на достаточное число эле-
ментов.
Выводы.
Рассмотрена методика оценки ПВП трубопровода на
участках c многолетнемерзлыми грунтами, включающая в себя ма-
тематические модели расчета ореола оттаивания грунта и простран-
ственного изгиба трубопровода вследствие тепловой осадки грунта.
Приведенные закономерности позволяют оцениватьНСД трубопрово-
да, обеспечивая тем самым безопасностьтрубопровода на участках c
многолетнемерзлыми грунтами.
Работа, результаты которой использованы в настоящей научной
статье, выполнена по заказу ОАО “АК “Транснефть” при финансовой
поддержке Министерства образования и науки РФ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Г о р о х о в Е. Н., Л о г и н о в В. И., К о з л о в М. А., М о л е к о в А. А.
Методика и программа компьютерного моделирования температурного режима
вмещающего нефтепровод грунтового массива для условий криолитозоны //
Приволжский научный журнал. Н. Новгород. – 2011. – № 4. – С. 167–175.
2. Г о р о х о в Е. Н., К о н о с о в Е. В., С о б о л ь С. В., Л а р и о н о в В. И.,
К о з л о в М. А., М а л е н о в А. А. Обеспечение экологической безопасности
нефтепровода “Восточная Сибирь–Тихий океан” на участках, проложенных в
многолетнемерзлых грунтах // Приволжский научный журнал. – Н. Новгород. –
2011. – № 3. – С. 158–164.
78 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3
