[МишаИнженер]

Помогите посчитать усилие на продавливание!
У меня есть формула:
Количество домкратов в установке зависит от необходимого нажимного усилия Р:

P=qc * L + [ 2 + ( 1 + ( 1 + Betta0 ) P1 +Mт ] * L * tg(fi)
где:
- qc - удельное сопротивление вдавливанию ножа в грунт, кН;
- l - периметр ножа, м;
- dzetta0 - коэффициент бокового давления грунта;
- Мт - масса 1 м трубы (футляра), кг;
- L - длина продавливания трубы, м;
- tg[fi] - коэффициент трения трубы о грунт;
- Р1 - вертикальное давление на 1 м длины трубы;

P1=Ro * Dk^2 / (3 * tср)

где:
- Ro - плотность грунта, т/м3;
- Dк - диаметр кожуха (футляра), м;
- tкр - коэффициент крепости грунта по проф. М.М. Протодьякову.

Где взять величину: qc?


Приближенное необходимое усилие для продавливания трубы

P= I * Pi * Dтр * L

где:
- I - сила трения грунта по поверхности трубы, равная 20-25 кН на 1 м2 поверхности трубы, м;
- Dтр - наружный диаметр трубы, м;
- L - общая длина продавливания трубы, м.

А вообще как правильно посчитатьсилу продавливания по нормам ГОСТ?

[Tyhig]

Не знаю.
Всё что нашёл:

СНиП III-44-77 Правила производства и приемки работ. Тоннели железнодорожные, автодорожные и гидротехнические. Метрополитены (С Изменениями и дополнениями)

4.61. Величина суммарного усилия домкратов для продавливания обделки в грунт должна устанавливаться проектом в зависимости от протяженности участка продавливания, глубины заложения тоннеля, несущей способности обделки в осевом направлении и физико-механических свойств грунта.

Технические указания по проектированию и строительству дождевой канализации
Приказ Минжилкомхоза РСФСР от 18.09.1980 N 468

5.54. При проколе трубы закрывают глухим коническим наконечником, диаметр основания которого на 250-300 мм больше наружного диаметра трубы. 5.55. При проколе без наконечника грунт входит в трубу и образует внутри ее плотную пробку. При движении трубы с такой пробкой перед ней образуется уплотненный слой грунта конической формы, играющий роль наконечника и облегающий продвижение трубы.

5.59. При продавливании грунт, входящий в трубу, систематически следует удалять.

А вот дальше интересно:

5.61. Способом продавливания с ручной разработкой грунта в трубе можно прокладывать трубы диаметрами 800-1400 мм в любых грунтах, за исключением скальных.

Может и не рассчитывали это тогда в СССР ?
Брали домкраты по опыту и делали...


Нашёл то что вы искали в

Указания по бестраншейной прокладке коммуникаций Дата внесения в БД: 01.12.2003 Актуальность: Актуальный материал

Вот тут.
Там есть ваши требуемые цифры, правда не указано откуда их брали.
Указания_по_бестраншейной_прокладке_коммуникаций_Текст.rar

[engngr]

В МГСН по бестраншейной прокладке была методика определения усилий для продавливания (не разбирался).

[МишаИнженер]

Спасибо за помощь! Очень ценные графики показал Tyhig! Спасибо большое!
Пока сделал прогу в Excel по расчёту усилия на продавливание6 насыпей.
Странно почему до сиз пор не сделали СНиП или СП по этому вопросу? Непонятно например какой коэффициент надёжности надо брать при расчётах фуундаментов для домкратов?
Ещё при вычислении усилия на продавливание я пользовался 3 формулами:
1) из типового проекта серии 901-09-9.87 ""Переходы трубопроводами водопровода и канализации под ж.д. путями на станциях и перегонах и под автомобильными дорогами"
P= I * Pi * Dтр * L
где:
- I - сила трения грунта по поверхности трубы, равная 20-25 кН на 1 м2 поверхности трубы, м;
- Dтр - наружный диаметр трубы, м;
- L - общая длина продавливания трубы, м.
ЭТО ОЧЕНЬ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНАЯ ФОРМУЛА: не учитывается высота насыпи и масса трубы и многие другие факторы.
2) по формулам ТСН 40-303-2003:

На основе многочисленных опытных данных выведена и предлагается для расчета общая формула (для гидравлического и грунтового пригруза забоя): F = F0 + f0L, где F - общее усилие продавливания, кН; F0 - начальное сопротивление, кН; L - длина продавливания, м. F0 = (Pw + Pe) p (Bs/2)^2, Рw - давление внутри камеры, кН/м2; Ре - режущая сила, кН/м2; Dн = Bs - наружный диаметр трубы, м. f0 = b [(p•Bs•q + W) Mi + p•Bs•C'], f0 - сила сопротивления вокруг трубы, кН/м; b - понижающий коэффициент усилия продавливания: - ил и вязкие грунты b = 0,35, - песчаный грунт b = 0,45, - гравий b = 0,60, - твердый грунт b = 0,35; q - равномерная нагрузка, воспринимаемая трубой, кН/м2; W - масса на длину трубы, кН/м; Mi - коэффициент трения трубы с грунтом; С' - адгезия труб с грунтом, кН/м2.

Причём многие переменные в этом ТСН просто не объяснены! Всё что относится к формулам я вам по казал в цитате. И всё больше ничего по формулвм в этом ТСН нет. Это просто ужас!
Нашли ссылки в интернете с дополнительной информацией: http://ледибосс.рф/?p=10753
Но некоторые вопросы требуют уточнения. И не понятно на пример почему начальное усилие вычисляется через площадь трубы, а не через длину периметра трубы? На сайте который мы нашли единицы измерения Рw и Ре: Кн/м и сумма этих величин умножается на площадь круга. Почему?
ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО ЭТИМ ФОРМУЛАМ НАИБОЛЕЕ БЛИЗКИ К ДАННЫМ ГРАФИКОВ В ТИПОВОМ И В УКАЗАНИЯХ ПО БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКЕ ТРУБ
3) по указаниям бестраншейной прокладки труб методом микротоннелирования: http://www.str-st.ru/vypolnit_rabotu...mi_pregradami/
Усилие Р, необходимое для продавливания стальной трубы в грунте, ориентировочно определяют по формуле
P = q*l + (2*(1+Dzetta0)*Pг+Mт)*tg(fi)*L
где:
- q - удельное сопротивление вдавливанию ножа в грунт, равное 50-70 кН на 1 м длины режущей кромки ножа для глинистых грунтов, для песчаных грунтов - 70-100 кН, для прочих грунтов - 200-600 кН:
- l -периметр ножа, м;
Dzetta0 - коэффициент бокового давления грунта, равный для песка 0,35-0,41, для суглинка 0,5-0,7, для глины 0,7-0,74;
Mт - масса 1 м трубы, кг;
L - длина продавливания стальной трубы, м;
tg(fi) - коэффициент трения стальной трубы о грунт, равный для глин 0,4-0,5, для песков 0,6-0.65;
Pг - вертикальное горное давление на 1 м стальной трубы, вычисляется по формуле:
Pг=g*D^2/(3f)
g - объемная масса грунта, т/м ;
D - диаметр продавливаемой стальной трубы, м;
f - коэффициент крепости грунта
В этих формулах наальное сопротивление по режущей кромке умножается не на площадь а на периметр, что вызывает удивление и неразбериху в методиках вычислений.
ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО ЭТИМ ФОРМУЛАМ ДАЮТ ОЧЕНЬ ЗАНИЖЕНННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ! ПОЭТОМУ НЕ ВЫЗЫВАЮТ ДОВЕРИЯ!
ВЫВОД: ЛУЧШЕ ВСЕГО ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ФОРМУЛАМИ ТСН 40-303-2003! Но в этих ТСН очень мало объяснений к формулам поэтому пользоваться этими формулами очень сложно и непонятно!
В общем посмотрите программу в Excel, которую мне надо оптимизировать чтобы начать учитывать свод обрушения на более ранних этапах выислений.
Наверное потом сделаю более лучшую версию

[Tyhig]

Сообщение от МишаИнженер ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО ЭТИМ ФОРМУЛАМ ДАЮТ ОЧЕНЬ ЗАНИЖЕНННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ!

Возможно это потому что при микротуннелировании обычно трение бывает не бетона/стали о грунт, а между ними есть прослойка бентонитовой глины испускаемой из первой секции труб. Т. о. и расчётами пользоваться неуместно.

чтобы начать учитывать свод обрушения на более ранних этапах выислений.

Это ещё шо такое ?
И каким местом связано с продавливанием ?
Я же предыдущим постом написал цитату, что свод обрушения запрещён !
При продавливании свод !опирается! на обделку/крепь/трубу и свод обрушения не образуется !

[МишаИнженер]

Насчёт свода обрушения мне сегодня сделали нагоняй что я его не учитываю. Когда я свод обрушения не учитывал и горное давление вычислял просто как g*h, то усилие продавливания у меня получалось 1000 т. Всем это не понравилось и они начали меня заставлять задумываться что не всегда давление собирается со всего столба грунта над трубой и мне пришлось начать учитывать свод обрушения. Поэтому усилие продавливания снизилось у меня до 500 т. Эти данные пока всех устраивают. Будем счиать дальше может ещё чего поймём.

[engngr]

Свод или весь столб - подумать надо. Когда считали крепи горных выработок, афаик, на глубинах в сотни метров - брали весь столб

[Tyhig]

Сообщение от МишаИнженер Всем это не понравилось

Сам не считал ваш расчёт, но уверен - в методике должно быть вес столба грунта...
Ладно, каюсь... Вроде бы свод обрушения действует на рамную крепь горных выработок в подобных случаях.
Простите, забыл самое главное из своей специальности. Стыдно.

Но всё равно вы же не крепь считаете, а усилие продавливания.
Подозреваю всё же в методике расчёта должны были учитывать именно вес столба пород/грунтов !
Вряд ли создатели метода расчёта даже догадывались об этом своде обрушения.
Ошибка в другом.

Даже если так, по простецкому прикидывать... На глазок, просто интуитивно...
для стальной трубы диаметром 0,5 м, длиной 1 м усилие составит около 1-2 т;
диам. 0,5 м, длина 2 м, усилие 2-4 т;
диам. 0,5 м, длина 3 м - усилие 3-6 т;
диам. 0,5 м, длина 10 м - просто по аналогии усилие около 3*10/3-6*10/3=10-20 т;
длина 20 м - усилие 20-40 т;
длина 40 м - усилие 40-80 т;
длина 60 м - усилие 80-160 т;
диам. 1 м, длина 40 м - усилие по аналогии должно быть больше, ну даже 80-160 т.

Т. е. ваша цифра должна быть в пределах 10-200 т по любому.
Ищите ошибку в расчётах...

Ну или выложите их тут.
Мне тоже интересно. Вдруг когда придётся считать...


engngr, тоже прав.
Просто этих методов расчёта !именно крепи! очень много.
Для разных случаев разные методы.
Вы считаете другое.

Давление на трубу будет с 4 сторон:
сверху давление или столба грунтов или свода обрушения (если он образуется)
снизу реакция
с боков столб пород* коэффициент бокового давления (около 0,2-0,6 зависит от свойств пород/грунтов)
Это в общем случае. А ведь и ньюансы возможны.

[МишаИнженер]

Сообщение от Tyhig Ну или выложите их тут. Мне тоже интересно. Вдруг когда придётся считать...

Скачайте программу из сообщения 4, задайте условия задачи в зелёных ячейках и посмотрите ответ. В жёлтых ячейках формулы, поэтому жёлтые ячеёки трогать не рекомендуется. Пока конечно программа настроена на насыпь из супесчаных грунтов, чтобы настроить на другой слой надо найти ячейки где задаётся угол внутреннего трения, коэффициент сцепления C и другие переменные зависящие от грунта например коэффициенты трения и т.д.

Насчёт сил которые сопротивляются вдавливанию, по моему в формулах 2 и 3 есть попытка учесть силы сопротивления по боковой поверхности 2 раза:
1 раз когда вычисляется периметр умножается на что то вроде коэффициента трения и к этому добавляется масса трубы
2 раз когда периметр умножается на адгезию, которой непросвящённые люди назвали наверное коэффициент сцепления C (тс/м2)
Пример:
в формуле 2: (p•Bs•q + W) Mi + p•Bs•C',
в формуле 3: (2*(1+Dzetta0)*Pг+Mт)*tg(fi)

Далее конкретно по силам:
1) Давление со всех сторон определяемое высотой насыпи, причём судя по формулам это давление со всх сторон принимается одинаковым, так как сила сопротивления, отпора становится равной внешней нагрузке и получается что со всех сторон на трубу действует одинаковое давление равное горизонтальной составлящей горного давления с коэффициентом Lambda=0.5 или просто горному давлению в зависимости от формулы. При умножении этого давления на коэффициент сопротивления трению по поверхности трубы получаем сопротивление по поверхности трубы. А вот зачем потом периметр умножается на коэффициент сцепления C называемый адгезией непонятно.
Сила сопротивления по боковой поверхности зависит от длины трубы, прямо пропорциональна длине трубы и увеличивается при увеличении длины трубы.
2) Сила сопротивления по поверхности насадки. Эта сила остаётся постоянной на протяжении всей длины вдавливания

Вот ссылка на дополнительный источник информации по расчётам усилия вдавливания: http://ледибосс.рф/?p=10753

[Tyhig]

Сообщение от МишаИнженер Скачайте программу из сообщения 4, задайте условия задачи в зелёных ячейках и посмотрите ответ.

О_О

Сообщение от МишаИнженер 2 раз когда периметр умножается на адгезию, которой непросвящённые люди назвали наверное коэффициент сцепления C (тс/м2)

Может стоит попробовать выяснить это подробней ?

Свод обрушения в любом случае образуется только если есть для него высота + арка, которая может раскрепиться.
Для труб продавливаемых на глубине даже 3 м от поверхности это очень сомнительно.
Свод высотой 1 м + арка высотой 2-3 м... А если сверху ещё и ездют, то какая тут арка выдержит вес машины или вибрацию ? в горных то породах только гномики ходят, и всё...

Сообщение от МишаИнженер это давление со всх сторон принимается одинаковым

Вот это скорее всего и более вероятно, хотя и не верно. Но авторы методики могли и скорее всего так и сделали.

Вообще они могли сделать свою методику на основании методики расчёта труб на глубине на прочность. Это толи СНиП мосты и трубы, то ли не помню. Но в каком-то СНиПе было...

Сообщение от МишаИнженер А вот зачем потом периметр умножается на коэффициент сцепления C называемый адгезией непонятно.

Может силы трения были разделены на трение покоя/скольжения и "трение приклеивания" (это я фантазирую, но надо же как-то обосновать что считаем ?)... Может там таки не сцепление, а именно адгезия...

Страшно заходить на такой сайт