Спосіб визначення рівнодійної поздовжніх дотичних зусиль на поверхні підземного трубопроводу

Спосіб визначення рівнодійної поздовжніх дотичних зусиль на поверхні підземного трубопроводу, що включає визначення горизонтальних деформацій земної поверхні, який відрізняється тим, що шляхом систематичного вимірювання горизонтальних поздовжніх переміщень фіксованих перерізів трубопроводу відносно спеціальних реперів визначають переміщення трубопроводу як різницю виміряних горизонтальних переміщень земної поверхні і переміщень трубопроводу відносно спеціальних реперів, а рівнодійну поздовжніх 2 3 тових реперів за визначеними змінами відстаней між сусідніми реперами. В основу передбачуваної корисної моделі поставлено завдання створення способу, в якому за виміряними горизонтальними деформаціями земної поверхні та виміряними відносними переміщеннями труби і ґрунту визначають горизонтальні деформації трубопроводу та на основі формули, що встановлює зв'язок між деформаціями трубопроводу і поздовжньою силовою дією ґрунтового середовища, визначають рівнодійну поздовжніх дотичних зусиль на поверхні труби при зниженні трудомісткості вимірювань і використовуванні найпростішого устаткування і вимірювальних приладів. Поставлена мета досягається тим, що в способі визначення рівнодійної поздовжніх дотичних зусиль на поверхні підземного трубопроводу, що включає визначення горизонтальних деформацій земної поверхні, згідно із корисною моделлю, шляхом систематичного вимірювання горизонтальних поздовжніх переміщень фіксованих перерізів трубопроводу відносно спеціальних реперів визначають переміщення трубопроводу як різницю виміряних горизонтальних переміщень земної поверхні і переміщень трубопроводу відносно спеціальних реперів, а рівнодійну поздовжніх дотичних зусиль на поверхні трубопроводу визначають на основі формули: T= d2U EF , dx2 де Т - рівнодійна поздовжніх дотичних зусиль на поверхні трубопроводу, U - поздовжнє переміщення трубопроводу, Е - модуль пружності матеріалу трубопроводу, F - площа поперечного перерізу стінки трубопроводу, при цьому лінія ґрунтових реперів паралельна трасі трубопроводу і розташована поза зоною активного місцевого деформування ґрунту навколо трубопроводу (не менше п'ятьох діаметрів трубопроводу), закріплення спеціальних реперів виконують на відстані не менше трьох діаметрів трубопроводу, а на ділянці від місця закріплення до трубопроводу виключається взаємодія спеціального репера з ґрунтом, що деформується навколо трубопроводу. Пропонований спосіб реалізується таким чином. Систематично виміряють відстані між ґрунтовими реперами, визначають зміни відстаней між сусідніми реперами (з урахуванням початкової і кожної подальшої серії спостережень), при цьому вводяться поправки на вимірювання довжин, обумовлені зміною температури рулетки, визначають горизонтальні переміщення і деформації земної поверхні у напрямку лінії ґрунтових реперів за певними змінами відстаней між сусідніми реперами. Згідно із передбачуваною корисною моделлю лінія ґрунтових реперів на земній поверхні розташовується паралельно трасі трубопроводу поза зоною активного місцевого деформування ґрунту навколо труби (відстань від труби не менше п'ятьох діаметрів трубопроводу). Далі в кожній серії спостережень визначають горизонтальні поздовжні 40950 4 переміщення фіксованих перерізів трубопроводу відносно спеціальних реперів, закріплення яких в ґрунт виконують на відстані не менше трьох діаметрів трубопроводу, а на ділянці від місця закріплення до трубопроводу виключається взаємодія репера з ґрунтом, що деформується навколо трубопроводу. Поздовжні переміщення трубопроводу визначаються як різниця виміряних горизонтальних переміщень земної поверхні і переміщень трубопроводу відносно спеціальних реперів. Рівно дійна поздовжніх дотичних зусиль на поверхні трубопроводу визначається відповідно до формули: T=− d2U EF dx 2 де Т - рівнодійна поздовжніх дотичних зусиль на поверхні трубопроводу, U - поздовжнє переміщення трубопроводу, Е - модуль пружності матеріалу трубопроводу, F - площа поперечного перерізу стінки трубопроводу. На Фіг.1 зображено схему визначення горизонтальних переміщень трубопроводу за заміряними переміщеннями земної поверхні і переміщеннями трубопроводу відносно спеціальних реперів. Графік горизонтальних переміщень земної поверхні у напрямку лінії ґрунтових реперів позначений Us. Заміряні переміщення фіксованих перерізів трубопроводу відносно спеціальних реперів показані відрізками Us - U. Графік горизонтальних поздовжніх переміщень трубопроводу позначений U. Порівняльний аналіз рішення, яке заявляється, з відомим способом дозволяє зробити висновок про те, що пропонований спосіб відрізняється визначенням горизонтальних поздовжніх переміщень фіксованих перерізів трубопроводу відносно спеціальних реперів і визначенням рівнодійної поздовжніх дотичних зусиль на поверхні трубопроводу відповідно до формули, що встановлює зв'язок між деформаціями трубопроводу і поздовжньою силовою дією ґрунтового середовища. Таким чином, спосіб, що заявляється, відповідає критерію «новизна». Використання пропонованого способу визначення рівнодійної поздовжніх дотичних зусиль на поверхні підземного трубопроводу забезпечує зниження трудомісткості вимірювань і використовування найпростішого устаткування і вимірювальних приладів. Перевірка способу виконана за результатами інструментальних досліджень дотичних зусиль на поверхні підземного трубопроводу при відпрацьовуванні шахтою «Панфіловська» 8-ї західної лави 1 пласта m3 та 9-ї західної лави пласта l8 . На Фіг.2 показані етапи облаштування спеціальних реперів для замірювання горизонтальних поздовжніх переміщень відносно ґрунтового середовища за зоною місцевого деформування ґрунту навколо трубопроводу. Джерела інформації: 1. Караваев Ю.И. Защита трубопроводов от влияния горных выработок. -М: Недра, 1970. – С.14-17. 2. Бронштейн Б.Е. Исследование защемления труб грунтом в лабораторных условиях 5 40950 //Надшахтное строительство: Сб. науч. тр. №2. Донецк: ДонНИИ, 1961. -С.62. 3. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород, земной поверхности и подрабаты Комп’ютерна верстка C.Литвиненко 6 ваемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях /Мин-во угольной пром-сти СССР: Утв. 30.12.87 -М.: Недра, 1989. –С.15-43. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601