Оптимізація процесів ущільнення ґрунту статичним методом в обмежених просторових умова

1.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
АВТОМЕХАНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ІНЖЕНЕРІЇ МАШИН ТРАНСПОРТНОГО БУДІВНИЦТВА
Ілюстративний матеріал
до магістерської роботи
на тему: «Оптимізація процесів ущільнення ґрунту
статичним методом в обмежених просторових умовах »
Виконав: студент групи МШТ-II-1
Науковий керівник, професор
Я.С.Муратов
В.Д.Мусійко
2024р.
1

2.

Актуальність теми, мета і задачі
Актуальність: Сучасний стан лінійної частини нафто та газотранспортної систем України
свідчить про те, що вони потребують негайного ремонту по причині фізичного зношування та старіння. Один
з шляхів продовження терміну експлуатації трубопроводів – капітальний ремонт їх ізоляційного покриття та
відновлення їх поверхонь. Традиційно капітальний ремонт виконується шляхом розкривання трубопроводу,
заміни його ізоляційного покриття та повернення відремонтованої труби на дно траншеї. Існує необхідність
засипання та ущільнення ґрунту під відремонтованим трубопроводом без пошкодження нового ізоляційного
покриття та виключення просідання відремонтованого трубопроводу відносно лінії його вихідного залягання.
Мета магістерської роботи: Визначити і обґрунтувати рекомендації по вибору схеми
конструкції режимів ущільнення ґрунтів під магістральними трубопроводами при їх вибірковому ремонті.
Основні задачі, що вирішувалися:
-обгрунтування схеми конструкції грунтоущільнювального обладнання
- обґрунтування факторів, що впливають на процес ущільнення ґрунту під трубопроводом та граничних
вертикальних навантажень на нього;
- встановлення особливостей ущільнення ґрунту під трубопроводом плоскими робочими поверхнями, що
рівномірно переміщуються одна проти одної.
- розробка технічних рекомендацій по вибору геометрії грунтоущільнювальних робочих поверхонь
механізму
ущільнення
грунту
під
трубою,
при
вибірковому
капітальному
ремонті
магістральних
трубопроводів.
.
2

3.

Методи виконання капітального ремонту
магістральних трубопроводів
Капітальний ремонт з
повною заміною
трубопроводу
Капітальний ремонт
ізоляційних покрить
трубопроводу
Ремонт з відключенням ділянки
трубопроводу, що ремонтується
1
2
3
4
Вибірковий з частковою
переізоляцією чи заміною
трубопроводу
Ремонт без зупинки
перекачування нафти
Метод ремонту з підніманням
трубопроводу в траншеї
Метод ремонту з підніманням
трубопроводу і укладанням на
дерев'яні бруси в траншеї
Метод ремонту з підніманням
трубопроводу на берму траншеї
Метод ремонту без підйому
трубопроводу, зі збереженням його
вихідного “ положення
3

4.

4

5.

Конструкції грунтоущільнюючих механізмів для
роботи в обмежених просторових умовах
а
б
в
г
д
е
5

6.

Схема виконання робіт по зняттю родючого
шару ґрунту над трубопроводом
Схема виконання робіт по зняттю родючого
шару ґрунту бульдозером
Схема навантажень при переїзді трубопроводу
бульдозером
6

7.

Модель грунтоущільнюючого обладнання
а
б
а) Схема моделі ґрунтоущільнювального обладнання:1 – ґрунтоущільнювальна
лопатка; 2 – тяга; 3 – гідроциліндр; 4 – механізм крокування;
б) Загальний вигляд моделі робочого обладнання, встановленого на стенді: 1 –
модель робочого обладнання; 2 – монтажна плита; 3 – експериментальний стенд
7

8.

8

9.

Результати проведених досліджень
Визначення допустимих тисків
лопаток на грунт
Результати розрахунку напруженого стану
ґрунтового масиву під магістральними
трубопроводами
9

10.

Допустимі вертикальні сили, що діють на трубопровід в процесі
ущільнення та допустимі тиски лопаток на грунт для різних
діаметрів трубопроводів
10

11.

Значення коефіцієнта ущільнення ґрунту при зміні тиску
в гідроциліндрах приводу робочого обладнання
11

12.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВОКИ
Для виконання вибіркового ремонту трубопроводів запропоновано схему конструкції та
виконано експериментальні дослідження на фізичні моделі (М 1:5) грунтоущільновального
обладнання статичної дії.
В результаті виконаних досліджень виявлено особливості процесу ущільнення грунту під
трубопроводом,а саме:
-величина коефіцієнта ущільнення ґрунту в межах Ку=0,9…0,95 забезпечується під
дією тиску лопаток на грунт Р=0,18…0,35МПа.
-зміна напруженого стану ґрунту вздовж трубопроводу під дією циклічних
навантажень , має місце протягом виконання 12…14 циклів;
- мінімально необхідний час tз перебування ґрунту під навантаженням в процесі його
ущільнення від 0,8 до 4 с ;
- ущільнення ґрунту під трубопроводом слід виконувати, коли грунтоущільнююче
обладнання працює не менш ніж за 2 м від границі підсипаного ґрунту під трубою;
діапазон зміни значень коефіцієнтів перекриття слідів ущільнення ґрунту
лопатками, що гарантує відсутність пустот під трубою при виконання цієї операції складає
Кп=0,85…0,95.
-раціональні значення геометричних параметрів грунтоущільнювального
обладнання: кут α — 75º, відстань між лопатками S — 1400 мм, довжина L та ширина В
лопаток — відповідно 600 та 300 мм, відстань від лопатки до твірної трубопроводу l — 180
мм.. .
12

13.

13