Численное моделирование напряженно-деформированного состояния трубопровода при пучении грунта

Аннотация

Магистральные трубопроводы в районах многолетней мерзлоты подвергаются различным экзогенным процессам, например, морозному пучению. В работе математическим моделированием показаны величины морозного пучения различного типа. Численная реализация поставленной задачи процесса тепловлагопереноса осуществлена схемой с направленными разностями с учетом знака скорости инфильтрации грунтовой воды. Для вычислительного эксперимента исходные параметры по теплои влагопереносу в основании трубопровода определены применительно к природно-климатическим условиям Центральной Якутии. При наличии грунтовых вод происходят образования пучения инъекционного типа. Со временем морозное пучение инъекционного типа растет, что приводит к изменению значения коэффициента неравномерности. Показано, что в результате морозного пучения напряженное состояние трубопровода постепенно переходит в пластическую деформацию. С помощью уравнения сгиба трубопровода дана оценка напряженнодеформационного состояния трубопровода от величины миграционного пучения. Пучения связаны с многогодичным «сезонным расшатыванием», которые могут привести к малоцикловым усталостным разрушениям.