Деформації металевого трубопроводу у грунтах, що набрякають

Abstract

На дослідній ділянці магістрального трубопроводу, яка розташована на Керченському півострові Криму, проведено польові і лабораторні дослідження властивостей набрякання караганських і конкських неогенових глин. Польові дослідження проводилися на ділянці металевого трубопроводу і полягали у тривалому спостереженні за його деформуванням внаслідок зволоження грунтової основи атмосферними водами за допомогою повторного нівелювання поверхневих марок ІІІ класом точності за профілем трубопроводу. Лабораторні дослідження неогенових глин полягали у визначенні їх петрографічних особливостей та характеристик набрякання. Глиниста фракція глин складена переважно монтморилонітом, який має рухливу електронну гратку, що розширюється у міру зволоження. Глиниста фракція складала близько 85%. Глини характеризуються високим вмістом тонкодисперсної фракції (менше 0,001 мм), за теплотою зволоження вони відносяться до середньо гідрофільних порід, а їх тонкодисперсна фракція є високогідрофільною. Внаслідок проведених натурних досліджень встановлено максимальне значення піднімання трубопроводу при набряканні караганських і конкських глин. Отримані результати близькі до тих, що були розраховані за нормативною методикою з використанням даних лабораторних досліджень. Встановлено також, що караганські глини значно більше набрякають, ніж конкські. Також доведено, що за відсутності зворотнього засипання деформація набрякання ґрунтової основи внаслідок атмосферного зволоження удвічі більша, ніж за її наявності. При складанні розрахункових схем у процесі проектування конструкцій трубопроводів, які споруджуються у районах розповсюдження ґрунтів, що набрякають, слід враховувати можливі нерівномірності деформацій за довжиною труби, які за певних умов можуть призвести до значної концентрації тисків на трубу.

In the research section of the main pipeline located on Kerch peninsula field and lab studies have been carried out in order to determine swelling properties of karahansk and konsk Neogene clays. Fields studies were conducted in the metal pipeline area and involved long last observation of its strain due to wetting the ground base with meteoric water. These observations consisted of the second line levelling with 3 accuracy rating of surface filling marks along the pipeline profile. The lab studies of Neogene clays involved determination of their pertrographic and swelling characteristics. Clay fraction is composed mainly of montmorillonite which has a moving electronic grid that expands because of moisture. The content of clay particles reaches appr. 85%. Clays are distinguished by the big amount of finegraded fraction (less 0.001mm), according to the thermal wetting they belong to medium water-saturated formation and their fine-graded fraction is highly hydrophilic. As a result of conducted outdoors researches max. value of pipeline rise has been determined during karahansk and konsk clays swelling. The obtained results are similar to those which were calculated according to the normative technique using lab research data. It has been established that karahansk clays swell much more than konsk ones. It was also proved without backfill strain of ground base swelling caused by atmospheric moistening was twice bigger than in fact. Making up design schemes in the process of structural design of the pipelines being constructed in the districts of swelling soils distribution one should take into account possible uninformity if strains along the pipe which under the certain conditions can cause significant concentration of pressure on the pipe.