Menu

Выбор значений коэффициентов для расчета волновой нагрузки на цилиндрическую моноопору

Бурение разведочных скважин на море, в том числе с моноопорных оснований, начинают преимущественно весной и заканчивают осенью. Стабилизацию моноопоры в грунте морского дна, бурение скважин и демонтаж моноопоры с легких пла- воснований по технологическим причинам осуществляют при волнении моря до 3 баллов (высота волны 0,75-1,25 м). С усилением волнения бурение прекращают. При этом моноопора нагружена только силами давления морских волн высотой преимущественно не более 3 м.

Согласно справочным данным [19], в прибрежных районах морей, омывающих территорию России, такие условия характерны для большей части времени года. На Каспийском море, например, волны в прибрежных районах не превышают 1,25 м 84 % дней в году, на Японском море - 70 % дней в году. Степень волнения устанавливается гидрометеослужбой с определенным уровнем обеспеченности, т.е. допускается, что отдельные волны могут иметь высоту на 20-30 % большую, чем та, которая нормативно соответствует волнению.

Для бурения разведочных скважин рационально использование моноопорных оснований из труб серийно выпускаемого промышленностью сортамента диаметрами 0,168-0,508 м. Бурение с таких трубчатых моноопорных оснований эффективно на акваториях глубиной до 50 м. Расчет моноопор для бурения на акваториях с глубинами до 10 м не представляет особого практического интереса. На малых глубинах менее вероятны волны большой высоты (они разрушаются при соприкосновении с дном моря). Изгибающий момент от волнового давления и продольных сил с уменьшением глубины моря и, следовательно, высоты моноопоры уменьшается. Поэтому на глубине до 10 м моноопора из обсадных труб даже c относительно малым внешним диаметром 0,168 м заведомо обладает достаточной прочностью.

Исходя из изложенного выше, можно сделать вывод. В большинстве случаев моноопорные основания эксплуатируются на акваториях: а) с температурой морской воды 5-20 °С; б) с высотой морской волны до 1,5 м при бурении и до 3 м при отстое на время шторма; в) удовлетворяющих в период осуществления технологических операций условию глубоководности Н/\ > 0,5 (Н/h > 10).

Конструктивным характеристикам моноопор и гидрологическим условиям их эксплуатации соответствуют следующие

значения коэффициентов и констант, входящих в выражения (3.8)-(3.12) для определения максимальных значений инерционной и скоростной составляющих волновой нагрузки и точки приложения их равнодействующей.

Коэффициент Н^,, зависящий от относительного размера преграды D/Х, для расчета моноопорных оснований можно принять равным единице. Для труб диаметром до 0,5 м даже при легком волнении (см. табл. 3.2) значение параметра D/~k <

  • 0,1. В подобных случаях считается, что преграда практически не оказывает существенного влияния на кинематические и динамические характеристики волнового потока [25, 33].

Инерционный ди и скоростной dv коэффициенты глубины акватории зависят от параметра Н/Х. При возрастании параметра Н/Х от 0,5 значения компонентов волновой нагрузки и, следовательно, общей волновой силы практически не изменяются. Для таких акваторий соответственно несколько упрощается и методика расчета волнового давления по СНиП 2.06.04-82*. Здесь коэффициенты ди, dv и ординаты £,и и Zv становятся константами.

Подобный характер зависимости волновой нагрузки от параметра Н / Х можно установить и из теоретических формул (3.6). Входящие в них значения гиперболических функций с ростом параметра Н/Х от величины 0,5 меняются мало. Фактическая независимость величины равнодействующей волновой нагрузки от глубины на акваториях, где Н/Х > 0,5, подтверждена результатами многочисленных экспериментов [5, 7 и др.]. Причиной этого является быстрое затухание высот волн по мере движения от поверхности моря ко дну.

В отсутствие опытных данных для конкретной акватории согласно результатам многочисленных наблюдений и измерений элементов волн на глубоководье, например [19], можно приближенно считать Х = 20h. Тогда в соответствии с графиками СНиП 2.06.04-82* ди = 0,98 и dv =1,05.

И ' V '

При определении максимального значения равнодействующей волновой нагрузки в мелководной зоне, когда 0,2 < Н/Х <

  • 0,5, следует учитывать влияние на процесс обтекания моноопоры дна моря. С уменьшением параметра Н/Х от 0,5 до 0,2 коэффициент ди на 10-15 % уменьшается. Коэффициент dv при этом увеличивается. Причем с учетом характерного для мелководья уменьшения пологости волны Х/ h рост dv может составить более 50 %. Здесь для определения входящих в формулы (3.11) инерционного ди и скоростного dv коэффициентов глубины акватории следует пользоваться графиками СНиП 2.06.04-82*.

Значения инерционного л Ё и скоростного л v коэффициентов гидродинамического сопротивления зависят преимущественно от числа Рейнольдса. Трубы, используемые для сооружения моноопорных оснований, можно считать гладкими. Минимально возможное значение числа Рейнольдса для моноопор соответствует их меньшим диаметрам и высотам волн и большим значениям кинематической вязкости. Даже при высоте волны 0,5 м и максимальном значении кинематической вязкости воды, характерном для ее температуры 5 °С (см. табл. 3.3), для моноопоры диаметром 0,168 м на акватории с Н/X > > 0,5 для X = 20h имеем Re « 4,4-10 . Следовательно, при сколь-либо значительном волнении моноопорные основания практически всегда будут находиться за пределами критической зоны обтекания и значение коэффициента Cv всегда будет равно 0,7, а значение коэффициента Си = 2 [25, 33].

Плотность морской воды рв и ускорение свободного падения g являются известными справочными величинами: рв « « 1030 кг/м3; g = 9,81 м/с2. Их значения от гидрологических условий и характеристик моноопоры не зависят.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:2854 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:5772 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:2935 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Геофизические методы

При геологическом картировании используются разнообразные геофизические методы, основанные на выявлении тех или иных свойств метаморфических пород (плотности, магнитности, электропроводности и т.д.): методы гравиразведки, магниторазведки и электроразведки. Для обоснования проведения гравиразведки, магниторазведки...

14-10-2010 Просмотров:3858 Геологическое картирование, структурная геология

Измерение расстояний оптическими дальном…

При создании постоянного съемочного обоснования измерение расстояний можно производить оптическими дальномерами двойного изображения (ГОСТ 22549—77), представленными в виде даль-номерных насадок.   Нормы по тинам Параметры и размеры оптических дальномеров ГОСТ 22549-77   ДН-8 Д-2 Диапазоны измерений, м Средняя...

12-08-2010 Просмотров:16589 Постоянное планово-высотное съемочное обоснование

Нивелиры.

Отечественная и зарубежная промышленность выпускает приборы различной конструкции и точности. По устройству различают следующие типы нивелиров. Нивелиры с уровнем при трубе снабжены точным цилиндрическим уровнем, приводимым для измерений вместе со зрительной трубой...

13-08-2010 Просмотров:10112 Инженерная геодезия. Часть 1.