Menu

Поиск по сайту

Собрание уникальных книг, учебных материалов и пособий, курсов лекций и отчетов по геодезии, литологии, картированию, строительству, бурению, вулканологии и т.д.
Библиотека собрана и рассчитана на инженеров, студентов высших учебных заведений по соответствующим специальностям. Все материалы собраны из открытых источников.

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:5814 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:8757 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:5408 Грунты и основания гидротехнических сооружений