автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние безнапорных железобетонных труб большого диаметра

На правах рукописи

Ракитин Борис Андреевич

НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ БЕЗНАПОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Челябинск 2010

004606890

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Южно-Уральский государственный университет» на кафедре «Строительные конструкция и инженерные сооружения».

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор

Максимов Юрий Васильевич.

Официальные оппонента: доктор технических наук, профессор

Назаренко Павел Петрович,

кандидат технических наук, доцент Шматков Сергей Борисович.

Ведущая организация - ОАО «Технологический институт

«ВНИИжелезобетон» (г. Москва).

Защита состоится «7» июля 2010 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.298.08 при Национальном исследовательском ЮжноУральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, аудитория 1001.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Национального исследовательского Южно-Уральского государственного университета.

Отзывы на автореферат просим высылать в количестве двух экземпляров, заверенных печатью, по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, Национальный исследовательский Южно-Уральский государственный университет, диссертационный совет ДМ 212.298.08, ученому секретарю Трофимову Б. Я.

Автореферат разослан «_ 01 » и»Юк.&. 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор,

советник РААСН

Б .Я. Трофимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в промышленном, гражданском и транспортном строительстве значительный удельный вес составляют подземные трубопроводы различного назначения. Практика показала, что одними из самых долговечных, надёжных и экономичных являются трубопроводы, изготавливаемые из железобетона.

В результате применения передовых технологий и конструктивных решений во всём мире широкое распространение получили безнапорные железобетонные трубы. Они используются в качестве водопропускных, канализационных, дренажных и ливневых для отвода атмосферных сточных вод.

Например, в Германии, использование материалов в канализационных системах следующее: бетон/железобетон - 46%, керамика - 40%, пластик - 6%, каменная кладка-3%, фибробетон-2%, чугун/сталь-1%, другие-1%.

В нашей стране около 60% подземных трубопроводных коммуникаций уже исчерпали нормативный срок службы и около 30% городских безнапорных водоотводящих трубопроводов требуют срочного ремонта или замены. Для исправления сложившийся ситуации сегодня появились новые технологические решения, обеспечивающие производство безнапорных железобетонных труб, в том числе больших диаметров (более 1000 мм) и построены современные заводы для их изготовления. В то же время большинство нормативных документов и методик расчёта данного типа конструкций были разработаны в 60 - 80е годы прошлого века и не соответствуют современным требованиям.

Необходимость совершенствования конструктивно-технологических решений безнапорных железобетонных труб также возникла с введением в действие ГОСТ Р 52748-2007, по которому возросли величины нагрузок от транспортных средств (А-14, НК-100.8) на подземные трубопроводы, и появлением на промышленных предприятиях высокопроизводительного оборудования.

Целью работы является выявление особенностей формирования напряжённо-деформированного состояния (НДС) безнапорных железобетонных труб большого диаметра в зависимости от разных видов перемещающейся транспортной нагрузки.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие конструктивные решения железобетонных труб и методики их расчёта.

2. Разработать методику натурных испытаний и выполнить экспериментальные исследования НДС безнапорных железобетонных труб большого диаметра, уложенных в траншее.

3. Исследовать возможность применения безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом для строительства подземных трубопроводов при воздействии транспортных нагрузок по ГОСТ Р 52748-2007 (А-14, НК-100.8).

4. Получить и сопоставить результаты экспериментальных и численных исследований. Предложить рекомендации по проектированию и изготовлению рассматриваемого типа конструкций.

5. В заводских условиях изготовить и применить при строительстве подземных трубопроводов в Челябинской области опытную партию безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом.

Объектом исследования являются безнапорные железобетонные трубы большого диаметра, армированные одинарным цилиндрическим каркасом.

Предметом исследования является НДС данного типа конструкций в зависимости от высоты засыпки грунтом трубопровода и воздействия различных видов транспортных нагрузок.

Научная новизна работы:

1. Для проведения комплексного исследования НДС железобетонных труб была разработана методика натурных испытаний, позволяющая учитывать воздействия на трубопровод различных видов перемещающейся транспортной нагрузки, в том числе соответствующих требованиям ГОСТ Р 52748-2007;

2. Получены экспериментальные данные об изменении НДС безнапорных железобетонных труб большого диаметра при воздействии перемещающейся временной нагрузки, которые показали изменение величины и смещение пика изгибающих моментов, возникающих в стенке трубопровода;

3. Оценена достоверность методов расчёта безнапорных железобетонных труб, армированных одинарным цилиндрическим каркасом, путём их сопоставления с результатами натурных испытаний и подтверждена целесообразность применения нелинейной упруго-пластической модели грунта Кулона-Мора для расчёта данного типа конструкций.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны рекомендации по проектированию и изготовлению безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом, для строительства подземных трубопроводов, обладающих требуемой прочностью и трещиностойкостыо;

2. Внедрены в производство рациональные типы конструкций безнапорных железобетонных труб под увеличенную на 25% транспортную нагрузку и со сниженной на 18,9% себестоимостью изготовления по сравнению с трубами, выпускаемыми по ГОСТ 6482-88;

3. Результаты научных исследований использованы для разработки технологической карты на изготовление безнапорных железобетонных вибропрессованных труб на ООО «ПКО «Челябинск-стройиндустрия».

Внедрение результатов. На основе результатов работы ООО «ПКО «Челябинск-стройиндустрия» в период с 2008 по 2010 гг. выпустило 540 безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом. Фактическая экономия составила 1 585 440 руб. Эти трубы были использованы строительными организациями, в том числе ООО «Уралгеострой» и ООО «АСКА», при строительстве инфраструктуры на следующих объектах: 13 микрорайон г. Челябинска, Копейское шоссе, перекрёсток проспекта Победы и улицы Татищева, Краснопольская площадка г. Челябинска,

ливневый коллектор от перекрёстка Комсомольский проспект - Новоградский проспект до перекрёстка ул. Академика Макеева - 250 лет Челябинску.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная методика испытаний подземных трубопроводов на воздействие различных типов транспортной нагрузки, в зависимости от её перемещения относительно оси трубопровода;

2. Новые экспериментальные данные о величине моментов, возникающих в стенке трубопровода в зависимости от расположения движущейся временной нагрузки;

3. Результаты оценки достоверности различных методов расчёта железобетонные труб на основании сопоставления с данными натурных испытаний.

Достоверность полученных результатов и основывающихся на них выводах обеспечивается физической корректностью моделей конструкций и грунта, построенных на основе конечных элементов и численных методов, заложенных в пакете конечно-элементных программ PLAXIS, а также сопоставлением результатов численных расчетов с результатами натурного эксперимента. Отклонения полученных результатов не превышают 5%.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на ежегодных научно-технических конференциях кафедры «Строительные конструкции и инженерные сооружения» ЮУрГУ (Челябинск, 04.2006, 04.2007, 04.2008, 04.2009), на всероссийской научно-практической конференции «Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасности дорожного движения» (Казань, 15 - 16.05.2008), на первой и второй научных конференциях аспирантов и докторантов ЮУрГУ (Челябинск, 20.04.2009, 14.04.2010), на международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем» (Челябинск, 12 - 13.05.2009), на втором международном симпозиуме «Проблемы современного бетона и железобетона» (Минск, 21 - 23.10.2009), на всероссийской конференции по геотехнике среди студентов, аспирантов и молодых учёных, проводимой Санкт-Петербургским государственным архитектурно-строительным университетом (Санкт-Петербург, 3-5 февраля 2010).

Технические разработки по внедрению безнапорных железобетонных труб в строительстве подземных трубопроводов были отмечены дипломами программы «100 лучших товаров России» (г. Москва) и «20 лучших товаров Челябинской области» (г. Челябинск).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах (2 в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций и 4-х приложений. Работа содержит 185 страниц текста, в том числе 62 рисунка, 28 таблиц и список литературы из 106 наименований, в том числе 18 из зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность рассматриваемой темы, приведена общая характеристика работы и её основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертационной работы приведён обзор современного состояния вопроса, конструктивных решений безнапорных железобетонных труб, различных технологий их производства. Рассмотрены различные методики учёта давления грунта при расчёте трубопроводов в траншеях, обобщены и проанализированы результаты теоретических и экспериментальных исследований давления засыпки на трубопроводы, описаны различные случаи аварий трубопроводов с анализом их причин.

Основу методов определения нагрузок на подземные трубопроводы по результатам экспериментальных исследований заложили отечественные учёные: Давиденков Н.Н., Давыдов С.С., Дацко Н.Ф., Емельянов JI.M., Малышев М.В., Покровский Г.И., Фёдоров И.С., Сюндюков Г.М., Оспанов С.О. и др.

Среди зарубежных учёных большой вклад в этой области внесли: Терца-ги К., Марстон А., Шлик В., Спенглер М. и д.р.

Работы Клейна Г.К., Снитко Н.К., Цытовича Н.А., Соколовского В.В., Терцаги К., Марстона А., Балсона Ф.С. и д.р. легли в основу создания теории определения давления на подземные сооружения.

В настоящее время, в связи с активным развитием производства сборного железобетона, в строительстве широкое распространение получили бетонные и железобетонные трубы круглого поперечного сечения, так как они являются наиболее технологичными для производства на заводах ЖБИ.

Анализ различных технологий производства железобетонных труб показал, что всё большее распространение получает метод вертикального вибропрессования с немедленной распалубкой изделия, благодаря его высокой производительности. Этим методом были изготовлены испытываемые трубы.

Безнапорные железобетонные трубы могут выпускаться с двумя типами арматурных каркасов (рис. 1): одинарным и двойным цилиндрическими каркасами. Одинарные каркасы применяются в круглых трубах со стенкой толщиной до 80 мм и диаметром 500 - 1000 мм, а двойные - в трубах с большей толщиной стенки и диаметром 1200 мм и более. Различают железобетонные трубы малых (100 - 500 мм), средних (600 -1000 мм) и больших диаметров (более 1000 мм).

Рис. 1. Схемы армирования поперечных сечений железобетонных труб

Анализ состояния вопроса показал, что основную сложность при расчёте подземных трубопроводов составляет определение нагрузок от давления грунта засыпки и от транспортных средств. В связи с недостатком экспериментальных

а-армирование одинарным б - армирование двойным ци-цилиндрическим каркасом по линдрическим каркасом по ТУ 5862-060-01227131-2005* ГОСТ 6482-88

данных о испытаниях железобетонных труб, уложенных в траншее, затруднена разработка методики расчёта данного типа конструкций и совершенствование их армирования. Поэтому для оценки возможности применения одинарного цилиндрического каркаса для армирования безнапорных железобетонных труб большого диаметра необходимо провести исследования НДС и несущей способности данного типа конструкций.

В конце главы сформулированы цель работы и задачи исследования.

Вторая глава посвящена методике проведения натурных испытаний, целью которых было исследование НДС безнапорных железобетонных труб, уложенных в траншее.

Особенность данных испытаний, в отличие от испытаний по ГОСТ 6482-88, состоит в определении изменения НДС трубопровода в зависимости от высоты засылки грунтом и перемещении относительно оси трубопровода различных видов транспортной нагрузки.

Натурный эксперимент был проведён на 2 опытных образцах железобетонных труб (рис. 2), внутренним диаметром 1400 мм и полезной длиной 2,5 м, которые армировались одинарным пространственным цилиндрическим каркасом (см. рис. 1а), в отличие от армирования двойным по ГОСТ 6482-88 (см. рис. 16) и являлись частью трубопровода общей протяжённостью 55 метров.

Конструкция трубы Одинарный цилиндрический каркас

Рис. 2. Испытываемая конструкция безнапорной железобетонной трубы большого диаметра, армированная одинарным цилиндрическим каркасом

Опытные безнапорные железобетонные трубы марки ТСП 140.25-1 (табл. 1) изготавливались методом вертикального вибропрессования из жёсткой мелкозернистой бетонной смеси класса по прочности на сжатие ВЗО и армировались спиральной (рабочей) арматурой из проволоки 06 мм класса В500С, в качестве продольной (распределительной) арматуры использовались стержни из катанки В-6.5 СтЗпс-У01.

При расчёте конструкций труб сбор нагрузок был выполнен по СН 00075 «Инструкция по определению нагрузок на подземные трубопроводы», затем определялась величина изгибающих моментов в стенке трубы:

М = 0,318^, (1)

где эквивалентная нагрузка иг - средний радиус трубы.

Далее был выполнен расчёт железобетонной трубы на прочность и тре-щиностойкость согласно СП 52-101-2003.

Таблица 1

Армирование безнапорных железобетонных труб одинарным цилиндриче-_ским каркасом по ТУ 5862-060-01227131-2005*_

№ п/п Марка трубы поГОСТ 6482-88 Высота засыпки грунтом, м Толщина стенки, мм Спиральное армирование Продольное армирование

1 ТСП 120.25-1 2 135 06 мм В500С, шаг 90 мм 18 06.5 мм катанка

2 ТСП 120.25-2 4 135 06 мм В500С, шаг 45 мм

3 ТСП 120.25-3 6 135 08 мм В500С, шаг 55 мм

4 ТСП 140.25-1 2 165 06 мм В500С, шаг 70 мм

5 ТСП 140.25-2 4 165 06 мм В500С, шаг 40 мм

6 ТСП 140.25-3 6 165 08 мм В500С, шаг 50 мм

При проведении натурных испытаний для определения деформаций использовалась микропроцессорная многоканальная тензометрическая система ММТС-64.01, к которой подключалось 128 тензодатчиков. По замеренным деформациям вычислялись напряжения в поперечном сечении трубопровода, предполагая, что железобетонная труба работает в упругой стадии.

Для регистрации перемещения стенок труб внутри трубы устанавливалась крестовина для крепления индикаторов часового типа (рис. 3).

Для измерения осадки трубопровода от транспортных средств в подстилающее основание, использовалась система, состоящая из балки на двух опорах

тгтттттттп

1

L»- .........-

шшшшшп ihjimniiiniX

i \ 1

77777777/7777

Рис. 3. Схема установки измерительного оборудования в поперечном сечении

трубопровода

Эксперимент проводился при двух различных глубинах заложения трубопровода (рис. 4):

• Высота засыпки грунтом 1 м;

• Высота засыпки грунтом 2 м (с насыпью из крупнообломочного гравийного грунта плотностью 2,1 т/м3).

Основание под трубой - грунтовое плоское, засыпка - грунтом плотностью 1,8 т/м3 с нормальным уплотнением, в соответствии с ГОСТ 6482-88.

Временная нагрузка задавалась 3 видами транспортных средств, которые переезжали трубопровод перпендикулярно его оси: легковым автомобилем TOYOTA COROLLA (полная масса 1 650 кг); самосвалом КамАЗ 65115 (полная масса 25 200 кг); карьерным самосвалом БелАЗ 7547 (полная масса 85 ООО кг).

Рис. 4. Поперечный профиль траншеи: а) высота засыпки грунтом 1 м, б) высота засыпки грунтом 2 м (с насыпью)

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований НДС безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом. Данный тип конструкций был испытан двумя способами: 1) по ГОСТ 6482-88 «Трубы железобетон-ные. Технические условия»; 2) натур-ные испытания труб, уложенных в траншее, по авторской методике.

Испытания труб по ГОСТ 648288 (рис. 5) были выполнены в отделе прочностных испытаний Испытательного центра ФГУП ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева» в городе Миасс Челябинской области. Трубы были испытаны на прочность, трещино- Рис. 5. Испытания безнапорной

стойкость и водонепроницаемость. железобетонной трубы по ГОСТ 6482-88

Во время проведения натурного эксперимента транспортное средство перемещалось перпендикулярно оси трубопровода, отсчёты снимались на 11 остановках (этапах), расстояние между которыми равнялось 1 м (рис. 6).

Рис. 7 Эпюры изгибающих моментов (кН'м), возникающих в поперечном сечении трубопровода, при испытаниях карьерным самосвалом БелАЗ (полная масса 85 ООО кг) при высоте засыпки грунтом 1 м

Sumí шяр

На рис. 7 представлены эпюры изгибающих моментов, возникающих в поперечном сечении трубопровода, полученные по результатам вычислений напряжений в наружных фибрах бетона с использованием микропроцессорной многоканальной тензометрической системы ММТС-64.01, при испытаниях карьерным самосвалом БелАЗ 7547 и высоте засыпки грунтом 1 м.

Опыты показали, что перемещение транспортных средств приводит к перемещению зон максимальных изгибающих моментов Мтш по поперечному сечению трубы, что отражено на рис. 7 Наибольшая величина изгибающего момента возникает на 7 этапе испытаний, когда задняя ось транспортного средства совпадает с осью трубопровода.

По результатам натурных испытаний были получены зависимости деформирования поперечного сечения железобетонных труб от воздействия различных видов транспортной нагрузки (рис. 8).

5 0 150

i s

| owo

3 л

| 0 050 в

0 000 f 050

я

I

I -0 100 i

I -0 150

—г- БепАЗ-Вертикэпьный диаметр (высота засыпки фунтом 1 метр) —♦— БепАЗ-Горизонтапьный диаметр (высота засыгни грунтом 1 метр) —БелАЗ-бертикапьный диаметр (высота засыпки грунтом 2 метра) -БепАЗ-Горизснтзпьный диаметр (высота засыпки грунтом 2 метра)

Рис. 8. Вертикальные и горизонтальные перемещения стенок труб при испытаниях БелАЗом (нагрузка на переднюю ось 28,340 тс, на заднюю 56,670 тс), мм

Четвёртая глава диссертации посвящена численным исследованиям НДС железобетонных труб большого диаметра.

Программа исследований включала проведение расчётов железобетонных труб методом конечных элементов, с целью разработки рекомендаций по их проектированию и изготовлению.

Для оценки влияния транспортной нагрузки и высоты засыпки грунтом на НДС трубопровода были выполнены статические расчёты труб с использованием пакета конечно-элементных программ PLAXIS 2D Version 9, предназначенного для двухмерного расчёта деформаций и устойчивости сооружений.

При численном моделировании массива грунта задавались его физико-механические параметры, полученные в лаборатории «Механика грунтов» ЮУрГУ по результатам испытаний проб грунта, отобранных с места проведения натурных испытаний.

Всего было создано 2 расчётные схемы для трёх видов транспортных средств, с 66 вариантами загружений. Грунтовый массив моделировался из 5699 пятнадцатиузловых треугольных конечных элементов. Расчёты двухмерной модели были выполнены в нелинейной постановке с использованием упруго-пластической модели грунта Кулона-Мора (рис. 9).

Анализ полученных данных подтвердил, что изменение местоположения транспортной нагрузки относительно оси трубопровода приводит к возникновению различных по величине усилий в поперечном сечении трубопровода. С увеличением глубины заложения трубопровода влияние давления от грунтовой засыпки увеличивается, а от транспортных средств - уменьшается из-за эффекта рассеивания. По мере приближения транспортного средства к трубопроводу, прослеживается общая тенденция к увеличению величин изгибающих моментов, возникающих в поперечном сечении трубопровода, которая уменьшается с увеличением высоты засыпки грунтом.

Наибольшие деформации массива грунта наблюдались под задней осью транспортного средства. Деформации грунтового массива при испытании самосвалом БелАЗ при высоте засыпки грунтом 2 м показаны на рис. 9.

П0'3тЗ

Рис. 9. Напряженно-деформированное состояние окружающего массива грунта при испытании железобетонных труб карьерным самосвалом БелАЗ 7547 (полная масса 85 ООО кг) при высоте засыпки грунтом 2 м

По результатам сравнения величин максимальных изгибающих моментов, возникающих в поперечном сечении трубопровода (табл. 2) при натурных испытаниях с расчетными значениями и полученными в пакете конечно-элементных программ РЬАХ1Б 2Д можно сделать вывод, что программа РЬАХК 2Т> дает заниженную величину максимального изгибающего момента в пределах от 0 до 5%. Величины максимальных изгибающих моментов, вычисленных по инструкции СН 00075, превосходят значения моментов, полученных по результатам натурных испытаний на 15 - 36%.

Таблица 2

Сравнение величин максимальных изгибающих моментов, кН м

Метод определения Mm„ Карьерный самосвал БелАЗ 7547 (полная масса 85 ООО кг) Грузовой автомобиль КамАЗ 65115 (полная масса 25 200 кг) Легковой автомобиль TOYOTA COROLLA (полная масса 1 650 кг)

Высота засыпки фунтом

1 м 2м 1 м 2м 1 м 2м

Натурные испытания 18.955 12.998 7.934 8.965 1.915 5.119

PLAXIS 2D 18.197 Н%) 12.648 7.537 (-5%) 8.687 f-3%) 1.842 (-4%) 5.119 (0%)

Инструкция СН 00075 21.798 (+15%) 16.248 (+25%) 9.630 (+21%) 11.565 (+29%) 2.432 (+27%) 6.962 (+36%)

На основании проведенных исследований были разработаны рекомендации по проектированию и изготовлению железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом для строительства подземных трубопроводов.

В заключительной пятой главе приводятся результаты математической обработки экспериментальных данных для получения регрессионных зависимостей (табл. 3) максимальных величин изгибающих моментов, возникающих в стенке трубопровода при высоте засыпки грунтом Н от 1 до 2 м и расстоянии от центра транспортного средства до оси трубопровода Ь от 0 до 6 м при различных видах транспортной нагрузки. Обработка результатов проводились в программе 81аиБЙса.

В качестве отклика для состава каждой строки плана в трёх опытах фиксировалась величина максимального изгибающего момента, возникающего в стенке трубопровода. Натурные испытания безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом, проводились по методике, разработанной автором во 2 главе диссертации.

Таблица 3

Расчёт величины максимального изгибающего момента Мтю,

возникающего в стенке трубопровода

Транспортное средство Уравнение регрессии для определения М^кИм

Легковой автомобиль Мгаах= - 0,732 - 0,004L"+3,363H - 0,007Н" (2)

Самосвал КамАЗ Мтах= 4,926+0,073L-0,149Ь"+2,494Н-0,004Н' (3)

Карьерный самосвал БелАЗ Мшах=15,139+0,128L-0,376L2-0,288H-0,01ltf(4)

Сопоставляя результаты, полученные, например, на 7 этапе при испытаниях БелАЗом и высоте засыпки грунтом 2 м, получаем:

Мщах. расч. 13,130 кН-м и Мтах. экс. = 12,998 кНм Проверка гипотезы адекватности регрессионных уравнений по критерию Фишера показала, что полученные модели адекватны, так как ЕЭ<ЕТ. Расхождение с результатами натурных испытаний составляли от 1% до 3,4%.

Вариации основных параметров в случае численного моделирования с использованием МКЭ или расчёт по существующим методикам расчёта трудоёмки и занимают много времени. Расчёт по регрессионным зависимостям даёт возможность быстро в первом приближении оценить значения расчётных параметров и при необходимости провести их оптимизацию.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработана методика проведения натурных испытаний, позволяющая выполнять комплексное исследование изменения НДС безнапорных железобетонных труб от воздействия временной нагрузки, отличающаяся возможностью проводить испытания при перемещении транспортной нагрузки относительно оси трубопровода.

2. Выявлена особенность формирования НДС подземного трубопровода, заключающаяся в том, что при боковом расположении временной нагрузки от транспортных средств, когда горизонтальное давление на трубопровод преобладает над вертикальным, происходит перемещение зон наибольших усилий и смена знака изгибающих моментов, возникающих в стенке трубопровода.

3. На основе анализа данных натурного эксперимента получены уравнения регрессии и построены трёхмерные диаграммы, которые позволяют быстро и с достаточной достоверностью определить величину максимального изгибающего момента, возникающего в стенке трубопровода, в зависимости от различных сочетаний приложенных к нему нагрузок.

4. Разработаны рекомендации по проектированию и изготовлению безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом для строительства подземных трубопроводов, включающие: методику расчёта конструкций по предельным состояниям первой и второй групп, предложения по определению основных конструктивно-технологических параметров труб и технологии их изготовления.

5. С использованием пакета конечно-элементных программ РЬАХВ 2Р исследовано сопротивление силовым воздействиям безнапорных железобетонных труб диаметром 1400 мм на стадии монтажа трубопровода и его эксплуатации под транспортные нагрузки, в том числе соответствующие ГОСТ Р 527482007 Выполненные многовариантные численные исследования подтвердили высокую эффективность применения одинарного армирования для безнапорных железобетонных труб из бетона класса по прочности на сжатие В30 при разной высоте засыпки и дают расхождение с экспериментальными до 5%.

6. Осуществлена реализация результатов работы на ООО «ПКО «Челя-бинск-стройиндустрия» и было получено, что изготовление труб с одинарным армированием и утолщённой стенкой позволяет более эффективно использовать работу бетона и снизить расход металла на 49% при увеличении расхода бетона на 15% по сравнению с типовыми трубами по ГОСТ 6482-88, армированными двойным каркасом. Экономия на разнице стоимости материалов составляет 5,51%, а общая экономическая эффективность, по сравнению с трубами с двойным армированием, составляет 18,9%.

Основные положения работы опубликованы в 7 научных трудах, из которых №1 и 2 включены в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий для обязательной публикации материалов докторских и кандидатских диссертаций в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Ракитин, Б.А. Исследование напряженно-деформированного состояния безнапорных железобетонных труб с учётом свойств массива грунта /Б.А. Ракитин, Б.В. Соловьев// Строительная механика и расчёт сооружений. - М.: НИЦ «Строительство», 2008.-Ж. - С. 17-22.

2. Ракитин, Б Л. Проектирование и лабораторные испытания безнапорных железобетонных труб малого диаметра /Б.А, Ракитин, Б.В. Соловьев// Вестник Южно-Уральского государственного университета. Строительство и архитектура. - Челябинск: ЮУрГУ, 2009. - №6. - С. 25 -29.

3. Ракитин, Б.А. Применение железобетонных труб, изготавливаемых методом вертикального вибропрессования, при строительстве и реконструкции автомобильных дорог /Б.А. Ракитин, ЮЗ. Максимов// Сборник научных трудов всероссийской научно-практической конференции «Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасности дорожного движения». - Казань. КГА-СУ, 2008.-С. 325-331.

4. Ракитин, Б.А. Применение безнапорных железобетонных труб в транспортном строительстве /Б.А. Ракитин, Ю.Р. Карликанов// Материалы Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития евроазиатских транспортных систем». - Челябинск, 2009. - С. 206 -209.

5. Ракитин, Б.А. Исследование и анализ напряжённо-деформированного состояния безнапорных железобетонных труб и совершенствование методик их расчёта /Б. А. Ракитин// Научный поиск: материалы научной конференции аспирантов и докторантов. Технические науки. - Челябинск: ЮУрГУ, 2009. - С. 105 -108.

6. Ракитин, БА. Оценка влияния окружающего массива грунта на напряжённо-деформированное состояние железобетонных трубопроводов /Б.А. Ракитин, Ю.В. Максимов// Сборник научных трудов второго международного симпозиума «Проблемы современного бетона и железобетона». - Минск: Минсктиппро-екг, 2009.-С. 259 - 266.

7. Ракитин, Б.А. Результаты натурных испытаний безнапорных железобетонных труб, уложенных в траншее /Б.А. Ракитин// Научный поиск: материалы второй научной конференции аспирантов и докторантов. Технические науки. -Челябинск: ЮУрГУ, 2010.

Издательский центр Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать 18.05.2010. Формат 60x84 1/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 0,7 Уч.-изд, л. 0,9. Тираж 120 экз. Заказ 174/366.

Отпечатано в типографии Издательского центра ЮУрГУ 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I: СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО АНАЛИЗУ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЮ ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА ЗАСЫПКИ НА ТРУБОПРОВОДЫ В

ТРАНШЕЯХ.

1.1 .Конструкции железобетонных безнапорных труб и их конструктивно технологические особенности.

1.2. Обзор основных технологий, применяемых для изготовления бетонных и железобетонных труб.

1.2.1. Центрифугирование.

1.2.2. Радиальное прессование.

1.2.3. Вертикальное вибропрессование.

1.3. Нагрузки и воздействия на трубопроводы.

1.3.1. Давление грунта на трубы в траншее с вертикальными стенками.

1.3.2. Вертикальное давление грунта на трубы в траншее с наклонными стенками.

1.3.3. Горизонтальное давление грунта на трубы и распределение давлений по контуру трубы.

1.4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований давления засыпки грунта на трубопроводы.

1.5. Случаи аварий труб, уложенных в траншее.

1.6. Выводы по главе, цель работы и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Опытные образцы.

2.2. Материалы и изготовление опытных образцов.

2.2.1. Арматура.

2.2.2. Бетон.

2.2.3. Изготовление опытных образцов.

2.3. Расчёт опытных образцов железобетонных труб.

2.3.1. Расчёт кольцевого сечения трубы по прочности.

2.3.2. Расчёт кольцевого ссчепия трубы по трещиностойкости.

2.4. Методика испытания опытных образцов.

2.4.1. Испытания по ГОСТ 6482.

2.4.2. Натурные испытания труб, уложенных в траншее.

2.4.2.1. Подготовка опытных образцов к испытаниям.

2.4.2.2. Описание экспериментальной площадки.

2.4.2.3. Определение физико-механических параметров грунтового массива.

2.5. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЁННО -ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, АРМИРОВАННЫХ ОДИНАРНЫМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КАРКАСОМ.

3.1. Испытания по ГОСТ 6482.

3.2. Натурные испытания труб уложенных в траншее.

3.2.1. Деформирование поперечного сечения железобетонных труб от воздействия транспортных нагрузок.

3.2.2. Напряжённо-деформированное состояние поперечного сечения трубопровода

3.2.3. Осадка трубопровода в подстилающее основание от воздействия различных видов транспортных средств.

3.4. Выводы по главе 3.

4.1. Исследование напряжённо — деформированного состояния железобетонных труб в зависимости от высоты засыпки грунтом трубопровода и расположения транспортной нагрузки относительно центральной оси трубопровода.

4.2. Исследование напряженно-деформированного состояния окружающего массива грунта при испытаниях железобетонных труб на различные виды транспортной нагрузки.

4.3. Рекомендации по проектированию и изготовлению железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом для строительства подземных трубопроводов.

4.4. Выводы по главе 4.

Глава 5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ.

5.1. Методика обработки результатов натурных испытаний железобетонных труб.

5.2. Результаты испытаний железобетонных труб карьерным самосвалом БелАЗ.

5.3. Результаты испытаний железобетонных труб грузовым автомобилем КамАЗ.

5.4. Результаты испытаний железобетонных труб легковым автомобилем TOYOTA.

5.5. Выводы по главе 5.

В настоящее время в промышленном, гражданском и транспортном строительстве значительный удельный вес составляют подземные трубопроводы различного назначения. Практика показала, что одними из самых долговечных, надёжных и экономичных являются трубопроводы, изготавливаемые из железобетона.

В результате применения передовых технологий и конструктивных решений во всём мире широкое распространение получили безнапорные железобетонные трубы. Они используются в качестве водопропускных, канализационных, дренажных и ливнёвых для отвода атмосферных сточных вод.

Например, в Германии, использование различных материалов в канализационных системах следующее: бетон и железобетон — 46%, керамика - 40%, пластик — 6%, каменная кладка — 3%, фибробетон — 2%, чугун/сталь — 1% и прочие материалы - 1%.

В нашей стране около 60% подземных трубопроводных коммуникаций уже исчерпали нормативный срок службы и около 30% городских безнапорных водоотводящих трубопроводов требуют срочного ремонта или замены. Для исправления сложившийся ситуации сегодня появились новые технологические решения, обеспечивающие производство безнапорных железобетонных труб, в том числе больших диаметров (более 1000 мм) и построены современные заводы для их изготовления. В то же время большинство нормативных документов и методик расчёта данного типа конструкций были разработаны в 60 — 80е годы прошлого века и не соответствуют современным требованиям.

Необходимость совершенствования конструктивно — технологических решений безнапорных железобетонных труб таюке возникла в связи с введением в действие ГОСТ Р 52748-2007, по которому возросли величины нагрузок от транспортных средств (А-14, НК-100.8) на подземные трубопроводы, и появлением на промышленных предприятиях нового высокопроизводительного оборудования.

Целью работы является выявление особенностей формирования напряжённо-деформированного состояния (НДС) безнапорных железобетонных труб большого диаметра в зависимости от разных видов перемещающейся транспортной нагрузки.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие конструктивные решения железобетонных труб и методики их расчёта;

2. Разработать методику натурных испытаний и выполнить экспериментальные исследования НДС безнапорных железобетонных труб большого диаметра, уложенных в траншее;

3. Исследовать возможность применения безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом для строительства подземных трубопроводов при воздействии автомобильных нагрузок, соответствующих ГОСТ Р 52748-2007 (А-14, НК-100.8);

4. Получить и сопоставить результаты экспериментальных и численных исследований. Предложить рекомендации по проектированию и изготовлению рассматриваемого типа конструкций;

5. В заводских условиях изготовить и применить при строительстве подземных трубопроводов в Челябинской области опытную партию безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом.

Объектом исследования являются безнапорные железобетонные трубы большого диаметра, армированные одинарным цилиндрическим каркасом.

Предметом исследования является НДС данного типа конструкций в зависимости от высоты засыпки грунтом трубопровода и воздействия различных видов транспортных нагрузок. 5

Научная новизна работы:

1. Для проведения комплексного исследования НДС железобетонных труб была разработана методика натурных испытаний, позволяющая учитывать воздействия на трубопровод различных видов перемещающейся транспортной нагрузки, в том числе по ГОСТ Р 52748-2007;

2. Получены экспериментальные данные об изменении НДС безнапорных железобетонных труб большого диаметра при воздействии перемещающейся временной нагрузки, которые показали изменение величины и смещение пика изгибающих моментов, возникающих в стенке трубопровода;

3. Оценена достоверность методов расчёта безнапорных железобетонных труб, армированных одинарным цилиндрическим каркасом, путём их сопоставления с результатами натурных испытаний и подтверждена целесообразность применения нелинейной упруго-пластической модели грунта Кулона - Мора для расчёта данного типа конструкций.

Практическая значимость работы состоит в:

1. Разработке рекомендаций по проектированию и изготовлению безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом, для строительства подземных трубопроводов, обладающих требуемой прочностью и трещиностойкостью;

2. Внедрении в производство рациональных типов конструкций безнапорных железобетонных труб по ТУ под увеличенную на 25% транспортную нагрузку и со сниженной на 18.9% себестоимостью изготовления по сравнению с трубами, выпускаемыми по ГОСТ 6482-88 [12];

3. Использовании результатов научных исследований для разработки технологической карты на изготовление безнапорных железобетонных вибропрессованных труб на ООО «Производственно-коммерческом объединении «Челябинск-стройиндустрия».

Внедрение результатов. На основе результатов работы ООО

Производственно-коммерческое объединение «Челябинск-стройиндустрия» 6 в период с 2008 по 2010гг. выпустило 540 безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом. Фактическая экономия составила 1 585 440 руб. Эти трубы были использованы строительными организациями, в том числе ООО «Уралгеострой» и ООО «АСКА», при строительстве инфраструктуры на следующих объектах: 13 микрорайон г. Челябинска, Копейское шоссе, перекрёсток проспекта Победы и улицы Татищева, Краснопольская площадка г.Челябинска, ливневый коллектор от перекрёстка Комсомольский проспект - Новоградский проспект до перекрёстка ул. Академика Макеева — 250 лет Челябинску.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Доказательство рациональности применения одинарного цилиндрического каркаса для армирования безнапорных железобетонных труб большого диаметра;

2. Разработанная методика испытаний подземных трубопроводов на воздействие различных типов транспортной нагрузки, в зависимости от её перемещения относительно оси трубопровода;

3. Результаты оценки достоверности различных методов расчёта безнапорных железобетонные труб на основании сопоставления с данными натурных испытаний.

Достоверность полученных результатов и основывающихся на них выводах обеспечивается физической корректностью моделей конструкций и грунта, построенных на основе конечных элементов и численных методов, заложенных в пакете конечно-элементных программ РЬАХ18, а также сопоставлением результатов численных расчетов с результатами натурного эксперимента. Отклонения полученных результатов не превышают 5%.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на ежегодных научно-технических конференциях кафедры

Строительные конструкции и инженерные сооружения» ЮУрГУ 7

Челябинск, 04.2006, 04.2007, 04.2008, 04.2009), на всероссийской научно-практической конференции «Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасности дорожного движения» (Казань, 15-16.05.2008), на первой и второй научных конференциях аспирантов и докторантов ЮУрГУ (Челябинск, 20.04.2009, 14.04.2010), на международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем» (Челябинск, 12-13.05.2009), на втором международном симпозиуме «Проблемы современного бетона и железобетона» (Минск, 21-23.10.2009), на всероссийской конференции по геотехнике среди студентов, аспирантов и молодых учёных, проводимой Санкт-Петербургским государственным архитектурно-строительным университетом (Санкт-Петербург, 3-5 февраля 2010).

Технические разработки по внедрению безнапорных железобетонных труб в строительстве подземных трубопроводов были отмечены дипломами программы «100 лучших товаров России» (г. Москва) и «20 лучших товаров Челябинской области» (г. Челябинск).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах (2 в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций и 4-х приложений. Работа содержит 185 страниц текста, в том числе 62 рисунков, 28 таблиц и список литературы из 106 наименований, в том числе 18 из зарубежных источников.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработана методика проведения натурных испытаний, позволяющая выполнять комплексное исследование изменения НДС безнапорных железобетонных труб от воздействия временной нагрузки, отличающаяся возможностью проводить испытания при перемещении транспортной нагрузки относительно оси трубопровода.

2. Выявлена особенность формирования НДС подземного трубопровода, заключающаяся в том, что при боковом расположении временной нагрузки от транспортных средств, когда горизонтальное давление на трубопровод преобладает над вертикальным, происходит перемещение зон наибольших усилий и смена знака изгибающих моментов, возникающих в стенке трубопровода.

3. На основе анализа данных натурного эксперимента получены уравнения регрессии и построены трёхмерные диаграммы, которые позволяют быстро и с достаточной достоверностью определить величину максимального изгибающего момента, возникающего в стенке трубопровода, в зависимости от различных сочетаний, приложенных к нему нагрузок.

4. Разработаны рекомендации по проектированию и изготовлению безнапорных железобетонных труб большого диаметра, армированных одинарным цилиндрическим каркасом для строительства подземных трубопроводов, включающие: методику расчёта конструкций по предельным состояниям первой и второй групп, предложения по определению основных конструктивно-технологических параметров труб и технологии их изготовления.

5. С использованием пакета конечно-элементных программ PL AXIS 2D исследовано силовое состояние безнапорных железобетонных труб диаметром

1400 мм на стадии монтажа трубопровода и его эксплуатации под транспортные нагрузки, в том числе соответствующие ГОСТ Р 52748-2007.

Выполненные многовариантные численные исследования подтвердили высокую эффективность применения одинарного армирования для

159 безнапорных железобетонных труб из бетона класса по прочности на сжатие ВЗО при разной высоте засыпки и дают расхождение с экспериментальными до 5%.

6. Осуществлена реализация результатов работы на ООО «ПКО «Челябинск-стройиндустрия» и было получено, что по сравнению с типовыми трубами по ГОСТ 6482-88 [12], армированными двойным каркасом, изготовление труб с одинарным армированием и утолщённой стенкой позволяет более эффективно использовать работу бетона и снизить расход металла на 49% при увеличении расхода бетона на 15%. Экономия на разнице стоимости материалов составляет 5.51%, а общая экономическая эффективность, по сравнению с трубами с двойным армированием, составляет 18.9%.

1. Андреев, А. Г. Новая технология изготовления безнапорных ребристых труб / А. Г. Андреев, Ю. А. Тевелев // Промышленное и гражданское строительство. — М.: 2001. №7. - с. 48-49.

2. Балсон, Ф. С. Заглубленные сооружения: статическая и динамическая прочность / Ф. С. Балсон. М.: Стройиздат, 1991. — 239 с.

3. Боровиков, В. П. Популярное введение в программу 8ТАТ18Т1СА / В. П. Боровиков. — М.: Изд-во «Компьютер-пресс», 2000. — 269 с.

4. Виноградов, С. В. Расчёт продольных перемещений подземного трубопровода / С. В. Виноградов // Строительство трубопроводов. — 1967. -№2.-с. 59-91.

5. Виноградов, С. В. Натурные испытания на прочность и устойчивость подземных стальных тонкостенных труб большого диаметра / С. В. Виноградов, Ю. М. Кружалов. ЦБТИ, 1939. - 256 с.

6. Вульф, А. Р. Исследования напряженно-деформированного состояния напорных полимержелезобетонных труб: автореф. дис. канд. техн. наук / А. Р. Вульф. — Харьков, 1968. 32 с.

7. Гаврашенко, Е. А. Общая теория Янсена и ее приложение / Е. А. Гаврашенко // Тр. Азербайджанского НИИ сооружений и стройматериалов. — Баку: Изд-во АзИС. 1939. - с. 79-111.

8. Галкин, Я. Г. Общий метод определения давления грунтов в тоннельных выработках / Я. Г. Галкин // Советский метрополитен. — 1939. №1. - с. 21-24.

9. Гениев, Г. А. Вопросы динамики сыпучей среды / Г. А. Гениев. — М.: Госстройиздат, 1958. 122 с.

10. ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 19 с.

11. ГОСТ 6482-88 Трубы железобетонные безнапорные. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1989. — 78 с.

12. ГОСТ 7473 — 94. Смеси бетонные. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1996. — 12 с.

13. ГОСТ 10178 — 85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1999. — 8 с.

14. ГОСТ 12248-78 Грунты. Методы лабораторного определения сопротивления срезу. — М.: Изд-во стандартов, 1979. — 18 с.

15. ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. — М.: Изд-во стандартов, 1980. 18 с.

16. ГОСТ 23908-79 Грунты. Методы лабораторного определения сжимаемости. — М.: Изд-во стандартов, 1980. — 16 с.

17. ГОСТ 27006 -86. Бетоны. Правила подбора составов. -М.: 1990. 7 с.

18. ГОСТ 30136-94. Катанка из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. — Минск: 2006. — 12 с.

19. ГОСТ Р 52544-2006. Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2006.-23 с.

20. ГОСТ Р 52748-2007 Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения. -М.: Стандартинформ, 2008.-12 с.

21. Гутьяр, Е. М. Распределение давления по стенке силосной башни / Е. М. Гутьяр // Труды Московского автодорожного ин-та. — 1935. — Сб. 2. с. 182184.

22. Давиденков, Н. Н. Струнный метод в применении к измерению давлений земли / Н. II. Давиденков // Журнал технической физики. — М.: Изд-во АН СССР, 1932. Т. 2. - вып. 5,7,8. - с . 78-93.

23. Давыдов, С. С. Расчёт и проектирование подземных конструкций / С. С. Давыдов М.: Стройиздат, 1950. — 376 с.

24. Дацко, Н. Ф. Давление земли на трубопроводы больших сечений / Н. Ф. Дацко. Баку: Изд-во АзИС, 1939. - 141 с.

25. Дистанов, Р. Ш. Малопролетные арочные конструкции на основе сталефибробетона: автореферат дис. канд. техн. наук / Р. Ш. Дистанов. — Самара, 2009. 19 с.

26. Емельянов, Л. М. Напряжённое состояние засыпки, ограниченной параллельными стенами / Л. М. Емельянов // Советский метрополитен. 1940. -№12.-с. 26-29.

27. Емельянов, Л. М. Давление земли на подземные сооружения, возводимые открытым способом / Л. М. Емельянов // Гидротехника и мелиорация. 1950. - №3. - с. 8-23.

28. Емельянов, Л. М. О расчёте подземных гибких труб / Л. М. Емельянов // Строительная механика и расчёт сооружений. — 1961. №1. — с. 14-32.

29. Изготовление, расчет и испытание бетонных и железобетонных труб / под. ред. Н. Г. Скрамтаева// Сборник статей. — ГОИТИ, 1938. — 212 с.

30. Каган, М. Е. О давлении на подпорную стенку при нелинейном его распределении / М. Е. Каган // Строительная механика и расчет сооружений. — 1960. -№6.-с. 35-40.

31. Кердикошвили, В. К. Определение нагрузок от давления грунта на подземные трубопроводы: дисс. канд. техн. наук / В. К. Кердикошвили. — М.: ЦНИИСК, 1990.- 161 с.

32. Кёркемайер, К. Критерии выбора материала для сточных канализаций / К. Кёркемайер // Международное бетонное производство. 2007. - №4. - с. 37-51.

33. Клейн, Г. К. Расчет круглых железобетонных и бетонных труб / Г. К. Клейн, М. И. Ляцкий // Водоснабжение и санитарная техника. — 1937. №4-5. — с. 15-23.

34. Клейн, Г. К. Практический способ расчёта труб с учётом упругого отпора грунта / Г. К. Клейн // Сб. трудов Московского ин-та Инженеров коммунального строительства. — 1941. вып. 3. — с. 8-19.

35. Клейн, Г. К. Упруго-пластическая деформация круглого кольца / Г. К. Клейн и др. // Вестник инженеров и техников. — 1951. №1. — с. 22-43.

36. Клейн, Г. К. Расчёт труб и тоннельных обделок произвольного поперечного сечения по методу предельного равновесия / Г. К. Клейн // Вестник инженеров и техников. — 1952. №6. — с. 76-93.

37. Клейн, Г. К. Расчёт труб, уложенных в земле / Г. К. Клейн. — М.: Госстройиздат, 1957. — 194 с.

38. Клейн, Г. К. Определение несущих способностей подземных трубопроводов по различным предельным состояниям / Г. К. Клейн // Строительство трубопроводов. — 1965. №8. — с. 135-186.

39. Клейн, Г. К. Расчёт подземных трубопроводов / Г. К. Клейн — М.: Стройиздат, 1969.-240 с.

40. Клейн, Г. К. Строительная механика сыпучих тел / Г. К. Клейн. — М.: Стройиздат, 1977.-256 с.

41. Ксенофонтова, Т.К. Расчет подземных железобетонных трубопроводов при переменных параметрах труб и грунта: автореф. дис. канд. техн. наук / Т. К. Ксенофонтова. — М., 1987. — 24 с.

42. Кузнецов, М. С. Совершенствование методики расчета сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования: дис. канд. техн. наук / М. С. Кузнецов. — Екатеринбург, 2007. 165 с.

43. Купцов, И. Г. Методы определения нагрузок на трубу от грунта / И. Г. Купцов // Санитарная техника — 1932. №7. - с. 12-16.

44. Ломтадзе, В. Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород / В. Д. Ломтадзе. — Ленинград: Изд-во «Недра», 1972. -312 с.

45. Львович, К.И. Песчаный бетон и его применение в строительстве / К.И. Львович. — М.: Строй-бетон, 2007. 320 с.

46. Мамедов, Р. К. Вопросы расчета подземных трубопроводов переменной толщины с учетом их нелинейной деформируемости: автореф. дис. канд. техн. наук / Р. К. Мамедов. Баку, 1982. - 24 с.

47. Малышев, М. В. Определение давления водонасыщенного грунта на трубопроводы / М. В. Малышев // Гидротехническое строительство. — Госэнергоиздат, 1959. №12. - с. 43-56.

48. Мальгинов, С. И. Особенности статической работы прямоугольных тоннелей в глинистых грунтах / С. И. Мальгинов // Сборник трудов. — Свердловск: Уральский ПромстройНИИпроект, 1970. — Вып. 29. — с. 35-41.

49. Наседкин, Н. А. Распределение напряжений по поверхности круглой трубы, помещенной в грунт / Н. А. Наседкин, В. Г. Булычев // Журнал технической физики. М.: Изд-во АН СССР. 1937. - Т.7. - Вып. 17. - с. 17681775.

50. Обухов, Г. С. Аварии канализационных коллекторов и борьба с ними / Г. С. Обухов. — М.: Госстройиздат, 1942. — 116 с.

51. Оепанов, С. О. Исследование силовых воздействий от грунта на стальные трубы, уложенные в траншеях: дис. канд. техн. наук / С. О. Оепанов. — Челябинск: 1967. 186 с.

52. Покровский, Г. И. Исследование давления земли на трубы при помощи моделей / Г. И. Покровский, В. Г. Булычев // Гидротехническое строительство. — 1934. №5. — с. 15-20.

53. Покровский, Г.И. Определение давления грунта на трубы, уложенные в траншеи. Лабораторные исследования / Г. И. Покровский, И. Г. Купцов. М.: «Власть Советов», 1937. - 86 с.

54. Покровский, Г. И. Центробежное моделирование для решения инженерных задач / Г. И. Покровский и др. — Стройгиз, 1953. — 306 с.

55. Галкин, Я. Г. Общий метод определения давления грунтов в тоннельных выработках / Я. Г. Галкин // Советский метрополитен. — 1939. №1.- с. 21-24.

56. Пособие по проектированию железобетонных предварительно-напряженных труб, приложение к СНиП 2.03.01-84. — М.: Стройиздат. 96 с.

57. Прево, Р. Расчет на прочность трубопроводов, заложенных в грунт / Р. Прево. М.: Стройиздат, 1964. - 124 с.

58. Сенкевич, Т. П. Железобетонные трубы / Т. П. Сенкевич, С. 3. Рагольский, В. Н. Померанец. М.: Стройиздат, 1989. - 272 с.

59. СН 00075 Инструкция по определению нагрузок на подземные трубопроводы. — Госстрой СССР, 1976.

60. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2003.-214 с.

61. Снитко, Н. К. Строительная механика: Учебник для вузов. Текст. / Н. К. Снитко. 3-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 1980. - 431 с.

62. Соколовский, В. В. Статика сыпучей среды Text. / В. В. Соколовский. 4-е изд. - М.: Наука, 1990. - 270 с.

63. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М., 2004. - 39 с.

64. Справочник проектировщика т.И. Расчетно-теоретический. М.: Стройиздат, 1973. - 1048 с.

65. Степашов, Н. Е. Безнапорные овалоидальные железобетонные трубы многоцелевого назначения / Н. Е. Степашев, Г. А. Гениев, В. И. Колчунов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — М.: 2002. -№10.-с. 16-17.

66. Тейлор, Д. Основы механики грунтов / Д. Тейлор. — М.: Госстройиздат, 1960. 569 с.

67. Терцаги, К. Теория механики грунтов / К. Терцаги — М.: Госстройиздат, 1961. — 507 с. i

68. ТУ 5862-060-01227131-2005* Трубы железобетонные безнапорные. Технические условия. Челябинск: «ЧПКТИ», 2005. — 23 с.

69. Федоров, И. С. Определение при помощи центрифуги тангенциальных и нормальных напряжений от грунта до поверхности модели трубы / И. С. Федоров // Журнал технической физики. — М.: Изд-во АН СССР, 1936.-Т.6.-Вып. 10.-с. 1788-1794.

70. Федоров, И. С. Теория и практика центробежного моделирования в строительстве / И. С. Федоров — М.: Стройиздат, 1984. 398 с.

71. Цытович, Н. А. Механика грунтов / Н. А. Цытович — М.: Стройиздат, 1979. 528 с.

72. Широков, В. С. Железобетонные трубы и перспективы их производства / В. С. Широков // Бетон и железобетон. — М.: НИИЖБ, 2004. -№ 1. с. 25-27.

73. Ярошенко, В.А Водопропускные трубы под железнодорожными насыпями / В. А. Ярошенко, А. В. Андреев, А. Г. Прокопович // Сборник трудов.-М.:ЦНИИС, 1952-с. 18-21.

74. Breitfuss. Loads and supporting strength for concrete pipe lines // Amer. Concrete Pipe Ass. 1957. - p. 32-49.

75. Clarke, N. W. Loading charts for the design of buriend rigid pipes / N. W. Clarke// Her Majesty's Stationery Office. London, 1996. - Special Report 37. -33p.

76. Darbour, F. The Strength of sewer Pipe and the actual Earth Pressure in Trenches. Journal of the Association of Engineering Societies, New-York, December, 1897. Bd. 19. 5, 193, bis. 241. 297 p.

77. Fisher, A. K. The durability of cellulose fibre reinforced concrete pipes in sewage applications / A. K. Fisher, F. Bullen, D. Beal // Cement and Concrete Research. Elsevier Ltd., 2001. - №31. - p. 543-553.

78. Haktanir, T. Effects of steel fibers and mineral filler on the water-tightness of concrete pipes / Tefaruk Haktanir, Kamuran Ari, Fatih Altun, Cengiz D. Atis, Okan Karahan // Cement & Concrete Composites. Elsevier Ltd., 2006. - №28. -p. 811-816.

79. Haktanir, T. A comparative experimental investigation of concrete, reinforced-concrete and steel- fibre concrete pipes under three-edge-bearing / Tefaruk Haktanir, Kamuran Ari, Fatih Altun, Okan Karahan // Construction and Building

80. Materials. Elsevier Ltd., 2007. - №21. - p. 1702-1708.169

81. Marston A. Yowa Engineering Experiment Station, Bull, no. 96, 1930. 4371. P

82. Marston, A. The Theory of External Loads on closed Conduits in the light of the Latest Experiments / A. Marston. Bull. 96, LEES, 1930. - 401 p.

83. PL AXIS 2D Version 9.0 Руководство пользователя. PLAXIS В. V., 2008.-532 с.

84. Shlick, W. Loads on Pipe in wide Ditches / W. Shlick. Bull. 108, LEES, 1932.-312 p.

85. Spangler, M. G. Supporting strength of Rigid Pipe Culverts / M. Spangler. -Bull. 112, LEES, 1933. 356 p.

86. Spangler, M. G. Structural design of flexible pipe culverts / M. G. Spangler // Jowa Eng. Exp. Stat. Bull. 1933. - № 112. - p. 45-59.

87. Spangler M.G. Supporting strength of rigid pipe culverts / M. G. Spangler // Jowa Eng. Exp. Stat. Bull. 1941. - № 153.-p. 112-123.

88. Spangler M. G. Underground Conduits. An appraisar of modern research Trans. ASCE, 1948. 269 p.

89. Spangler M. G. Yowa Engineering Experiment Station, Bull, no. 79, 1950.-298 p.

90. Spangler, M. G. Secondary stresses in buried high pressure Lines / M. Spangler // Engineering Report, 23. 1954 - 1955. - p. 149-167.

91. Vohlmy, A. Eingobettete rulifo / A. Vohlmy. Zurich, 1937. - 457 p.

92. Young, О. C. High-strength beddings for unreinforced concrete and clayware pipe / О. C. Young // Her Majestys Stationery Office. London, 1966. -Special Report. — 38-35 p.

93. Соловьёв, Б. В. Безнапорные трубы из сталефибробетона / Б. В. Соловьёв, B.C. Широков, А.Н. Полянский, Ю.В. Бобылев // Сборник научных трудов ЧПИ. Челябинск: ЧПИ, 1989. - с. 35-41.

94. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. М.: ОАО «ЦНИИПромзданий», 2005.-214с.