Assessment of the impact of soil resistance and physical non-linearity of reinforced concrete in the calculation of underground prefabricated reinforced concrete water pipelines

One of the most common types of hydraulic structures is reinforced concrete pipelines used in various areas of water management. They are used in water supply and disposal systems as supply and discharge pipelines of hydroelectric power plants and pumping stations, in the system of land reclamation. Due to the prevalence of these structures and their large lengths, design issues play an important role. Currently, when calculating reinforced concrete pipelines, both monolithic and prefabricated, the pipe ring of a single width is considered as a linear-elastic body under the conditions of a plane-deformed state. At the same time, it is considered that reinforced concrete pipelines have a sufficiently high rigidity, so the impact of soil resistance due to their deformation is very small and it is not taken into account when designing. In addition, in reinforced concrete, from which pipes are made, even at low loads, nonlinear deformations occur associated with the development of its creep. Non-linear operation of reinforced concrete also occurs in the case of cracks in the pipeline shell, and in its most stressed zones cracks may be formed and stresses may appear in the reinforcement. These factors lead to a change in the rigidity of the cross sections of the pipeline shell and redistribution. The article considers how the presence of expanded joints affects the stress state of the underground pipeline shell, how justified is the assumption that the ground resistance has a small effect on the operation of the prefabricated water supply pipeline, and also there is examines the influence of the physical nonlinearity of reinforced concrete on the results of its calculation in the spatial setting.

hydraulic structures, reinforced concrete pipeline made of inserted-joint pipes, loads from the ground and hydrostatic water pressure, internal forces, reinforcement, soil resistance

1. Берген Р.И. Проектирование лотковых и трубчатых конструкций мелиоративных сооружений: учебник. - М.: Колос, 1995. - 206 с.

2. СП 13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84, с изм. № 1. - М.: ОАО «ЦНИИС», 2017. - 344 с.

3. Тевелев Ю.А., Дмитриев А.Н. Железобетонные конструкции в водохозяйственном строительстве. Проектирование и изготовление. - Ч. 2. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. - 260 с.

4. Ксенофонтова Т.К. Моделирование натурных испытаний железобетонных раструбных труб водохозяйственного назначения на внешнюю нагрузку // Природообустройство. - 2020. - № 2 - С. 49-55.

5. Абдразаков Ф.К., Логашов Д.В., Рукавишников А.А. Реконструкция всасывающего трубопровода с изменением раструба электрифицированных насосных станций Приволжской оросительной системы // Аграрный научный журнал. - 2020. - № 12 - С. 81-84.

6. Ксенофонтова Т.К. Расчет подземных железобетонных трубопроводов для воды с учетом их пространственной работы // Современные проблемы развития мелиорации и пути их решения: Мат-лы Международной научно-практической конф. Костяковские чтения. Т. II. - М.: ВНИИГиМ, 2020. - С. 304-307.

7. ГОСТ 6482-2011. Трубы железобетонные безнапорные. Технические условия, с попр., изм. № 1). - М.: Стандартинформ, 2013. - 20 с.

8. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Введен 20 июня 2019 г. - М.: 2019. - 144 с.URL: http://docs. cntd.ru/document/554403082.

9. Ксенофонтова Т.К., Цуй Юй. Выбор оптимального угла охвата подземной железобетонной трубы при ее опоре на фундамент // Природообустройство. - 2013. - № 1 -С. 47-50.

10. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Введен 20 мая 2011 г. - М.: 2011. - 162 с.

11. Ксенофонтов К. А., Ксенофонтова Т.К. Определение коэффициентов реактивного сопротивления грунта для подземных труб по опытным данным // Расчет конструкций мелиоративных сооружений. - М.: 1990. - С. 77-84.

12. Городецкий А. С., Барабаш М. С., Сидоров В.Н. Компьютерное моделирование в задачах строительной механики: учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ, 2016. - 338 с.