Прочность и устойчивость морских трубопроводов при наличии многолетнемерзлых пород на участках берегового примыкания

Оценка устойчивости морских трубопроводов на участках берегового примыкания мелководной зоны арктического шельфа, особенно при сложении их субаквальными многолетнемерзлыми породами (СММП), необходима для определения недопустимых напряжений трубопроводов. Полученные аналитические выражения для определения напряжений в стенке морского трубопровода на стадии предпроектных разработок позволяют оценить запасы его прочности при оттаивании СММП в зоне берегового примыкания с минимальными временными затратами, поскольку численное моделирование контактного взаимодействия труба - грунт в программном комплексе, например, ANSYS, сопряжено с некоторыми трудностями по определению и заданию входных параметров, уточнению начальных условий, выбору подходящей модели грунта, достоверно описывающей поведение материала при нагружении и непосредственному моделированию контактной задачи.
Материалы и методы
На основе численного решения дифференциального уравнения локального изгиба стенки трубы, содержащего геометрические характеристики труб, механические свойства их металла и значение давления в трубопроводе, были получены аналитические выражения для определения напряжений в стенке морского трубопровода.
Итоги
Приведены расчетные значения для определения изменения высотного положения трубопровода, полных продольных и эквивалентных напряжений в стенке трубопровода при оттаивании СММП на участках берегового примыкания мелководной зоны арктического шельфа.
Выводы
1. На основе полученных аналитических выражений для морских трубопроводов проведено исследование напряженно-деформированного состояния морского трубопровода.
2. Полученные аналитические выражения могут быть рекомендованы для определения напряжений в стенке морского трубопровода на стадии предпроектных разработок.