Прочность подземных трубопроводов при сейсмических воздействиях

Приводится краткий анализ методов расчета на сейсмостойкость подземных трубопроводов, их преимущества и недостатки. Приведен анализ моделей взаимодействия подземных трубопроводов с грунтом при сейсмических (динамических) воздействиях. Поставлены связанные задачи о взаимодействии подземного трубопровода с грунтом при прохождении сейсмической волны в грунтовой среде, включающей трубопровод. Одномерные нестационарные волновые задачи для грунтовой среды и для трубопровода решены численно с применением метода характеристик и метода конечных разностей. Получены численные решения в виде изменения продольных напряжений по времени в различных сечениях трубопровода. Анализом полученных численных решений показана существенная зависимость значения продольных напряжений от волновых процессов в грунтовой среде и динамического напряженного состояния грунта, а также механических свойств грунта и материала трубопровода. Обнаружен фактор многократного возрастания продольного напряжения в подземном трубопроводе при его динамическом взаимодействии с грунтом. Показано, что главной причиной такого возрастания напряжения является динамическое напряженное состояние грунта вокруг трубопровода при его взаимодействии с грунтом. Полученные результаты являются основой для разработки нового нормативного расчета прочности подземных магистральных трубопроводов при сейсмических воздействиях.