10.14489/hb.2017.05.pp.019-025

2017, 05 май (May)

DOI: 10.14489/hb.2017.05.pp.019-025

Трифонов О. В., Черний В. П.
О ПРИМЕНЕНИИ МОДЕЛИ ПЛАСТИЧНОСТИ ДРУКЕРА–ПРАГЕРА ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА С ГРУНТОМ
(c. 19-25)

Аннотация. роведен анализ применения модели пластичности Друкера–Прагера в задачах взаимодействия подземного трубопровода с грунтом. Численные результаты для поперечного перемещения трубы в грунтовой среде, полученные с помощью модели Друкера–Прагера, сопоставлены с опубликованными экспериментальными данными и результатами численного моделирования с использованием модели Мора–Кулона. Разработан и верифицирован алгоритм определения параметров модели Друкера–Прагера, согласованных с моделью Мора–Кулона. Показано, что предложенный метод вычисления параметров модели пластичности Друкера–Прагера дает близкие результаты решения задачи взаимодействия трубопровода с грунтом в сопоставлении с экспериментальными данными и результатами моделирования с использованием модели Мора–Кулона.

Ключевые слова: подземный трубопровод; модель Друкера–Прагера; взаимодействие труба–грунт; численное моделирование.

Trifonov O. V., Cherniy V. P.
ON THE USE OF THE DRUCKER–PRAGER PLASTICITY MODEL FOR NUMERICAL SIMULATION OF BURIED PIPELINE-SOIL INTERACTION
(pp. 19-25)

Abstract. In the paper, the application of the Drucker–Prager plasticity model to the problems of a buried pipeline-soil interaction is analyzed. Numerical results for lateral pipe movement in the soil medium obtained with the Drucker–Prager model are compared to the published experimental data and numerical simulation results with the use of the Mohr–Coulomb model. The algorithm for determination of the Drucker–Prager parameters consistent with the Mohr–Coulomb criterion is developed and verified. It is shown that the proposed method of calculation of material parameters in the Drucker–Prager plasticity model produces numerical results for pipe-soil interaction problems that are in good agreement with experimental data and numerical results obtained with the Mohr–Coulomb plasticity model.

Keywords: Buried pipeline; Drucker–Prager model; Pipe-soil interaction; Numerical simulation.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

О. В. Трифонов, В. П. Черний (ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

O. V. Trifonov, V. P. Cherniy (LLC “Gazprom VNIIGAZ”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Трифонов О. В., Морин И. Ю., Носова Е. С. Моделирование развития деформаций и перехода в предельное состояние магистрального газопровода // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2013. № 5. C. 49 – 55.
2. Trifonov O. V., Cherniy V. P. Fault Impact on Buried Steel Pipelines: Modeling and Analysis. Advances in Engineering Research. V. 7. Ed. Victoria M. Petrova. Nova Publishers: New York, 2013. 277, рр. 47 – 89.
3. ABAQUS. Users’ Manual, Version 6.7. Providence, RI, USA: Simulia, 2008.
4. Ansys Inc. ANSYS Release 14.0 Documentation. 2011.
5. Bolton M. D. The Strength and Dilatancy of Sands. Geotechnique 1996. V. 36, № 1. рр. 65 – 78.
6. Houlsby G. T. How the Dilatancy of Soils Affects Their Behaviour. Invited Theme Lecture, Proceedings of the Tenth European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Florence. May 27 – 30, 1991. V. 4. ISBN 90-5410-005-2. рр. 1189 – 1202.
7. Schanz T., Vermeer P. A. Angles of Friction and Dilatancy of Sand // Geotechnique. 1996. V. 46. рр. 145 – 151.
8. Yimsiri S., Soga K., Yoshizaki K., Dasari G., O’Rourke T. D. Lateral and Upward Soil-pipeline Interactions in Sand for Deep Embedment Conditions. J. Geotech Geoenviron. Eng. ASCE. 2004. V. 130, № 8. рр. 830 – 842.
9. Trautmann C. H., O’Rourke T. D. Behavior of Pipe in Dry Sand under Lateral and Uplift Loading. Geotechnical Engineering Report 83-7, Cornell University, Ithaka, N.Y.
10. O’Rourke T. D. Geohazards and Large, Geographically Distributed Systems. Geotechnique. 2010. V. 60, № 7. рр. 505 – 543.
11. Davis E. H. Theories of Plasticity and the Failure of Soil Masses. In: Lee IK, editor. Soil Mechanics: Selected Topics. London: Butterworth; 1968. рр. 341 – 380.
12. Kouretzis G. P., Sheng D., Sloan S. W. Sand-pipeline-trench Lateral Interaction Effects for Shallow Buried Pipelines. Computers and Geotechnics. 2013. V. 54. pр. 53 – 59.
13. Crisfield M. A. Non-linear Finite Element Analysis of Solids and Structures. In two volumes. John Wiley & Sons: Chichester, 2000.

Eng

1. Trifonov O. V., Morin I. Iu., Nosova E. S. (2013). Modeling of strain evolution and transition into a limit state of a gasmain pipeline. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal, (5), pp. 49-55. [in Russian language]
2. Victoria M. Petrova (Ed.), Trifonov O. V., Cherniy V. P. (2013). Fault impact on buried steel pipelines: modeling and analysis. Advances in Engineering Research. Vol. 7, 277, (pp. 47-89). Nova Publishers: New York.
3. ABAQUS. (2008). Users’ Manual, Version 6.7. Providence, RI, USA: Simulia.
4. Ansys Inc. (2011). ANSYS Release 14.0 Documentation.
5. Bolton M. D. (1996). The strength and dilatancy of sands. Geotechnique, 36(1), pp. 65-78. doi: 10.1680/geot.1986.36.1.65
6. Houlsby G. T. (1991). How the dilatancy of soils affects their behaviour. Invited Theme Lecture, Proceedings of the Tenth European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Florence. May 27-30, 1991. V. 4, pp. 1189-1202.
7. Schanz T., Vermeer P. A. (1996). Angles of friction and dilatancy of sand. Geotechnique, 46, pp. 145-151.
8. Yimsiri S., Soga K., Yoshizaki K., Dasari G., O’Rourke T. D. (2004). Lateral and upward soi-lpipeline interactions in sand for deep embedment conditions. J. Geotech Geoenviron. Eng. ASCE, 130(8), pp. 830-842. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2004)130:8(830)
9. Trautmann C. H., O’Rourke T. D. Behavior of pipe in dry sand under lateral and uplift loading. Geotechnical Engineering Report 83-7, Cornell University, Ithaka, N.Y.
10. O’Rourke T. D. (2010). Geohazards and large, geographically distributed systems. Geotechnique, 60(7), pp. 505-543.
11. Davis E. H. (1968). Theories of plasticity and the failure of soil masses. In: Lee IK, editor. Soil Mechanics: Selected Topics. (pp. 341-380). London: Butterworth.
12. Kouretzis G. P., Sheng D., Sloan S. W. (2013). Sand-pipeline-trench lateral interaction effects for shallow buried pipelines. Computers and Geotechnics, 54, pp. 53-59. doi: j.compgeo.2013.05.008
13. Crisfield M. A. (2000). Non-linear finite element analysis of solids and structures. In two volumes. John Wiley & Sons: Chichester.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/hb.2017.05.pp.019-025

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/hb.2017.05.pp.019-025

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

Please specify the article DOI in the order comments.