Введение
Виброзабивка является важным методом установки свай из стальных труб, который быстрее и безопаснее, чем традиционный ударный молоток.. Однако, подвергается сложному динамическому взаимодействию грунта и конструкции во время колебательного введения, трубчатые сваи подвержены нестабильности, потере устойчивости, что может помешать достижению конечной глубины.. Целью этого исследования является численная оценка поведения потери устойчивости с использованием анализа методом конечных элементов с калиброванными моделями грунта., прокладывая путь к улучшению руководства по размерам свай, пригодность почвенных условий, и управление движением.
Механизмы потери устойчивости
Во время вибрационной установки существует несколько потенциальных режимов потери устойчивости в зависимости от свойств грунта и параметров движения.. Глобальное выпучивание включает боковую деформацию по всей закладной длине., вызвано сопротивлением грунта, которое превышает критическую способность потери устойчивости. Локальное выпучивание вызывает выпучивание стенки сваи внутрь на глубине концентрации напряжений.. Существующие эмпирические расчетные уравнения не учитывают переходные механизмы, включая:
- Инерционные эффекты от колебательных частот возбуждения
- Изменения сопротивления грунта в зависимости от скорости деформации
- Циклическая боковая погрузка и разгрузка грунта
Подход численного моделирования
Чтобы объяснить эти сложные взаимодействия, динамическая модель конечных элементов была разработана с использованием ABAQUS. Геометрия стальной сваи включала диаметр 600 мм., 20Элемент трубы длиной м, смоделированный с элементами оболочки. Окружающий объем почвы простирался на 20 м в поперечном направлении и на глубину 30 м., сетка с 8-узловыми твердотельными 3D-элементами. Элементы сопряжения вдоль границы свая-грунт учитывают динамическую фрикционную нагрузку.. Начальные геостатические условия для слоя глины толщиной 10 м были определены с использованием параметров грунта по результатам трехосных испытаний.. Внутри сваи была заделана цилиндрическая земляная пробка, представляющая собой переформованную почву.. Поведение потери устойчивости оценивалось с использованием неявных динамических решений при установке сваи при заранее заданных вибрационных возбуждениях, соответствующих морским системам..
Примеры данных
Примеры наборов данных включены:
- Журнал полевых испытаний сопротивления свай при установке, гладить, скорость вставки в зависимости от глубины
- Размеры сваи, свойства материала, результаты испытаний почвы на испытательном участке
- Выкопанные сваи, показывающие режимы выпучивания и состояние почвы, вызывающее разрушение.
- Скважинные приборы для измерения давления грунта, ускорения во время движения
- Контроль после привода с использованием таких методов, как лазерное 3D-профилирование для захвата геометрии
Сравнение результатов полевого мониторинга с результатами численного моделирования с целью проверки возможностей моделирования и калибровки определений поведения грунта.
Примеры результатов
Моделирование сваи трубопровода, забитой через жесткую вскрышную глину в несущую песчаную толщу с использованием измеренных свойств грунта, показано на рисунке 1. Глобальная потеря устойчивости произошла на высоте 12 м из-за резкого увеличения сопротивления. Локальная потеря устойчивости началась сначала на глубине около 4 м, где напряжения достигли пика в выпуклости, коррелируя с полевым отвагой, выкопанной на участке. Динамическое давление в грунте, создаваемое вдоль сваи в течение каждого цикла, согласуется с данными полевых датчиков.
Фигура 1. Отображение результатов потери устойчивости (а) Форма ворса, (б) давление на почву
при цикле глубины 4 м
Сравнения и валидация
Включены проверки ключей:
- Глубина выпучивания между смоделированными и выкопанными сваями совпадала в пределах 0,5 м.
- Давление на поле и модель грунта согласовано с точностью до 15 кПа по глубине.
- Тенденции динамического сопротивления в течение циклов были согласованы между полевыми испытаниями и моделями.
Затем исследования чувствительности изучили зависимость поведения потери устойчивости от параметров установки, таких как величина/частота удара, а также от типа грунта.. Оптимизированное вождение было оценено для предотвращения потери устойчивости в предельных условиях..
Выводы
Численное моделирование доказало способность фиксировать явления динамического выпучивания в сваях из стальных труб, подвергающихся вибрационной установке.. Эффекты взаимодействия почвы с конструкцией выявлены путем прямого сравнения с данными полевого мониторинга.. При дальнейшей доработке, проверенный подход может оптимизировать размеры сваи, оценить пригодность установки, и разработать динамические средства управления вождением – обеспечение более безопасного, более эффективное вибропогружение свайных фундаментов.
Использование трубчатых свай при строительстве фундамента уже много лет является популярным выбором.. Трубчатые сваи используются для передачи нагрузки конструкции на более глубокие слои., более устойчивый слой почвы или камня.
Преимущества трубчатых ферм Использование трубчатых ферм в строительстве дает несколько заметных преимуществ.: Прочность и несущая способность: Трубчатые фермы известны своим высоким соотношением прочности и веса.. Соединённые между собой трубы равномерно распределяют нагрузку., в результате получается прочная и надежная конструкция. Это позволяет строить большие пролеты без необходимости использования чрезмерных опорных колонн или балок..
Стандарт на бесшовные трубы для транспортировки жидкости зависит от страны или региона, в котором вы находитесь., а также конкретное применение. Однако, Некоторые широко используемые международные стандарты для бесшовных труб, передающих жидкость,: АСТМ А106: Это стандартная спецификация для бесшовных труб из углеродистой стали для эксплуатации при высоких температурах в США.. Обычно используется на электростанциях., нефтеперерабатывающие заводы, и другие промышленные применения, где присутствуют высокие температуры и давления.. Он охватывает трубы классов А., Б, и С, с различными механическими свойствами в зависимости от марки. API 5Л: Это стандартная спецификация для линейных труб, используемых в нефтегазовой промышленности.. Включает бесшовные и сварные стальные трубы для систем трубопроводного транспорта., включая трубы для транспортировки газа, вода, и нефть. Трубы API 5L доступны в различных классах., например Х42, Х52, Х60, и Х65, в зависимости от свойств материала и требований применения. АСТМ А53: Это стандартная спецификация для бесшовных и сварных черных и горячеоцинкованных стальных труб, используемых в различных отраслях промышленности., включая приложения для транспортировки жидкостей. Он охватывает трубы двух марок., А и Б, с различными механическими свойствами и предназначением. ОТ 2448 / В 10216: Это европейские стандарты для бесшовных стальных труб, используемых в системах транспортировки жидкостей., включая воду, газ, и другие жидкости. Читать далее
Бесшовные трубы, передающие жидкость, устойчивы к различным типам коррозии в зависимости от используемого материала и конкретного применения.. Некоторые из наиболее распространенных типов коррозии, которым должны противостоять эти трубы, включают:: Равномерная коррозия: Это самый распространенный вид коррозии., где вся поверхность трубы корродирует равномерно. Чтобы противостоять этому типу коррозии, трубы часто изготавливаются из коррозионностойких материалов., например, из нержавеющей стали или с защитным покрытием. Гальваническая коррозия: Это происходит, когда два разнородных металла контактируют друг с другом в присутствии электролита., приводит к коррозии более активного металла.. Для предотвращения гальванической коррозии, трубы могут быть изготовлены из аналогичных металлов, или их можно изолировать друг от друга с помощью изоляционных материалов или покрытий.. Точечная коррозия: Питтинг – это локализованная форма коррозии, которая возникает, когда небольшие участки на поверхности трубы становятся более восприимчивыми к коррозии., приводит к образованию небольших ямок. Этот тип коррозии можно предотвратить, используя материалы с высокой питтинговой стойкостью., например, сплавы нержавеющей стали с добавлением молибдена., или путем нанесения защитных покрытий. Щелевая коррозия: Щелевая коррозия возникает в узких пространствах или зазорах между двумя поверхностями., такой Читать далее
Сита из клиновой проволоки, также известный как сита из профильной проволоки, обычно используются в различных отраслях промышленности из-за их превосходных возможностей скрининга. Они изготовлены из проволоки треугольной формы.,
2 7/8Перфорированная обсадная труба J55 K55 является одним из основных продуктов, производимых из стали., их можно использовать для воды, масло, месторождения для бурения газовых скважин. Толщина может поставляться от 5,51 до 11,18 мм в зависимости от глубины скважины клиента и требуемых механических свойств.. Обычно они имеют резьбовое соединение., как НИЭ или ЕУЭ, который будет проще установить на месте. Перфорированные обсадные трубы длиной 3-12 м доступны для буровых установок разной высоты.. Диаметр отверстия и открытая площадь на поверхности также настраиваются по индивидуальному заказу.. Популярный диаметр отверстий составляет 9 мм., 12мм, 15мм, 16мм, 19мм, и т. д..
