Перспективы выявления и освоения месторождений газа, конденсата и нефти на шельфе морей России (Сборник научных трудов), страница 47

Второй расчетный случай - это период эксгигуатации платформы, характеризующийся действием вертикальной, горизонтальной и мо-ментной нагрузок. При действии горизонтальной силы в результате горизонтального перемещения фундамента давление грунта перед пе­редним ребристым элементом увеличивается вплоть до значений пре­дельного пассивного давления (рис. 2) с ординатами эпюр

aph =/ИгЛрМ.                                                         (6)

Однако наблюдения за подпорными стенками говорят о том, что давление грунта перед заглубленными элементами должно изменяться нелинейно по мере увеличения перемещения платформы.

113


Для оценки величины этого давления необходимо воспользоваться деформационным методом расчета, согласно которому коэффициент бокового давления я является нелинейной функцией от перемещения расчетной точки U [2]. В этом случае значение ординат эпюры реак­тивного давления определяется из выражения:

Здесь crOh - давление покоя; <tpJ, - пассивное давление грунта; д - коэффициент, определяемый из выражения:


 



(8)


где Ц - перемещение ребристого элемента; иИт - перемещение, при котором реализуется пассивное давление, определяемое по фор­муле:

^                           (9)

г,,

где К - коэффициент уплотнения грунта, определяемый как отношение фактической плотности водонасыщенного грунта к его предельной [3]; у,„ - размерный коэффициент плотности воды.

Давление на этот ребристый элемент изнутри изменится до зна­чений активного давления из-за того, что перемещение фундамента опережает перемещение частиц грунта в контактной зоне. При опре­делении активного давления необходимо учесть перераспределение нормальных напряжений а под фундаментом от действия моментной нагрузки (рис. 2). Таким образом нагрузка на передний ребристый элемент выравнивается, что подтверждается экспериментальными ис­следованиями. При достижении основанием предельного состояния по глубинному выпору грунт перед ребристым элементом попадает в зону выпора и практически не сопротивляется горизонтальным пере­мещениям. При комбинированном нагружении фундамента осталь­ные ребристые элементы испытывают как давление покоя Ео, так и дополнительное давление д£ от касательных напряжений г, т.е.

Ер0+лЕ.                                                 (10)

114


Как показали экспериментальные исследования [1], касательные напряжения от действия горизонтальной силы распределяются на ка­сательные напряжения, действующие по плите фундамента гм, и каса­тельные напряжения, реализуемые по расчетной поверхности сдвига г„, проходящей по подоите ребристых элементов (рис. 3). В этом случае можно записать, что

т = ти + та.                                                (11)

Обработка экспериментальных эпюр касательных напряжений, действующих по плите фундамента г„, показала, что:

-  величина касательных напряжений зависит от величины отно­
сительного расстояния между ребрами, то есть от //hp;

-  чем выше значение относительного расстояния между ребрами,
тем выше величина касательных напряжений.

На основе полученных данных по касательным напряжениям г„, действующим по плите фундамента, получена зависимость, изобра­женная на рис. 4. Таким образом, зная общие касательные напряже­ния г, полученные при расчете напряженно-деформированного со­стояния основания, и отношение hp//, где hp - высота ребра, а / -расстояние между ребрами, можно определить величину касательных напряжений г„. Принимая, что от действия касательных напряжений, равных по величине г„ и действующих как по плите фундамента, так и по расчетной поверхности сдвига, проходящей по подошве ребер, и допуская, что они создают дополнительное равномерно распределен­ное давление до-, по высоте ребер, то тогда значение этого давления можно определить по формуле где tZ - среднее значение касательного напряжения по плите в iтом межреберном пространстве.

Принимая, что оставшаяся часть касательных напряжений го-г„ полностью реализуется по расчетной поверхности и распределяется по треугольному закону с ординатой у подошвы ребристого элемента: