ГОСТ Р 59995—2022
Вследствие зависимости угла трения грунта от контактных напряжений его следует оценивать на основе
испытаний, выполняемых при корректно определенном уровне напряжений {[246], [252]). При осевом смещении
трубопровода в недренированных условиях эффективный коэффициент трения может увеличиваться или умень
шаться взависимости от того, создается ли отрицательное или положительное избыточное поровое давление при
сдвиге на поверхности раздела.
Для оценки значений коэффициента трения, р, для условий дренированного сдвига лабораторные испы
тания с помощью сдвигового прибора могут использоваться для определения как пикового, так и остаточного
сопротивления. Испытания могут выполняться с использованием образца покрытия поверхности трубопровода.
Альтернативным образом модельная секция трубы может испытываться в более крупной испытательной камере.
Такие испытания должны воспроизводить соответствующие процессы консолидации, протекающие в ходе мон
тажа, а также соответствовать параметрам скорости нагружения и длительности пауз при укладке, отражающим
расчетную ситуацию. Следует определить, можно ли рассматривать применительно к осевым смещениям трубы
недренированные или частично дренированные условия, — это может приводить к значительному снижению эф
фективного коэффициента трения, р, по сравнению с условиями полного дренирования.
А.10.7.4.3 Боковое сопротивление грунта
На боковое сопротивление в системе «труба—грунт» в процессе первичного «прорыва» {прорезаниестенки
траншеитрубойвгоризонтальномнаправлении) ициклическихдвижений сбольшой амплитудой влияет началь
ное заглубление трубы, ее вес, формирование берм грунта по краям трубы на участках свободного провисания и
опирания райзера при его поперечных колебаниях, а также свойства грунта. При значительном размахе колебаний
для недренированных условий обычно наблюдаются два характерных типа бокового отклика (рисунок А.16) — в
зависимости от отношения веса трубопровода к прочности донного грунта, V7suD:
- при условии WsuD < 2 (условно, случай «легкой» трубы) трубопровод после «прорыва» стремится про
должить подъем в процессе бокового смещения. По мере подъема трубы боковое сопротивление уменьшается от
значения, соответствующего моменту «прорыва», до значения остаточного сопротивления. Таким образом, участок
трубопровода смещается вбок с небольшим вертикальным подъемом вместе с бермой, которую толкает вперед
перед собой. Этот механизм определяется остаточным сопротивлением Hres. Последующие циклы бокового дви
жения приводят к постепенному повышению сопротивления со стороны грунтовых берм [рисунок А.16 а)]. Такой
тип поведения в системе «труба—грунт» часто наблюдается также вдренированных условиях;
- для значений V/suD > 2 (условно, случай «тяжелой» трубы) трубопровод обычно начинает заглубляться
после того, как будет преодолено начальное сопротивление «прорыву». Это движение вниз вместе с ростом раз
мера бермы грунта впереди трубы приводит кустойчивому увеличению бокового сопротивления [рисунок А.16 Ь)].
1
— сопротивление «прорыву», Hbrk; 2 — остаточное сопротивление, Hres; 3 — сопротивление бермы,
НЬегт\ 4
— мобилизация
пассивного сопротивления;
X
— горизонтальное смещение, и; У— горизонтальное сопротивление,
Н
Рисунок А.16 — Типы циклического отклика всистеме «труба—грунт» при большом размахе колебаний
в недренированных условиях
Существуют эмпирические выражения для прогнозирования бокового сопротивления в системе «трубопро
вод— грунт», которые разрабатывались в основном посредством калибровки с помощью результатов модельных
испытаний ([253]—[256]). Эти выражения обладают значительной неопределенностью и их применимость должна
быть дополнительно обоснована в проекте для каждой рассматриваемой расчетной ситуации. Для недренирован
ных условий сопротивление отрыву Hbrk обычно может быть представлено в виде суммы двух компонент:
a) компонента, пропорциональная существующему вертикальному воздействию, V (которое в основном
представляет собой вес трубопровода в воде);
b
) компонента пассивного сопротивления, связанная с величиной заглубления трубопровода, z.
108