Основной задачей настоящей работы является исследование подземных керамических дренажных труб. Однако, в целях последующего сравнения результатов, часть труб испытаны в воздушной среде по схеме двух сил.
Испытания труб в воздушной среде проводились по схеме двух сил под прессом на испытательной машине УММ-5.
После подготовке трубы к испытаниям, она укладывалась в горизонтальном положении между деревянными брусками. Бруски сечением 10х10 см имели длину, равную длине трубы. Поверхности брусков специально не обрабатывались и оставлены плоскими.
Нагрузка на трубы передавалась ступенями по 0,5 кН и трубы доводились до разрушения.
Рис. 1.
По результатам опыта построены графики зависимости изменения вертикального и горизонтального диаметров трубы от нагрузки ∆d = f(P). На графиках (рис.1) можно различить три участка деформации. Четко выражен участок упругих деформаций, слабо выражены участки условной текучести и упрочнения.
Из графика видно, что изменение диаметров трубы тем значительнее, чем больше диаметр.
Изменения вертикального диаметра трубы при испытании ее по схеме двух сил составляет:
∆d =
; 
, (1)
где А — некоторые постоянные числа; r — радиус трубы;
– толщина стенки.
В наших опытах соотношение (r: 
)
для трубы большого диаметра составляет (10: 2,4)
= (4,166)
, для трубы малого диаметра (10: 2,4)= =(4,166). А также соотношение (r: ) соответственно: 
и 
. В формуле (1) сокращение вертикального диаметра трубы прямо пропорциональны соотношениям (r:) и 
, что соответствует результатам испытаний, показанных на рис.1.
Рис. 2. Загружение трубы по схеме двух сил в воздушной среде: а) схема загружения — I — труба; II — бруски; III — тензодатчики; б) относительные деформации для трубы d = 200 мм.
Результаты испытаний труб в воздушной среде в виде графиков зависимости деформации стенки трубы по кольцевому направлению в растянутых зонах (
) и в сжатых зонах (
) от нагрузки (Р) представлены на рис. 2.
Из графиков видно, что деформация на растянутой поверхности стенки по концам вертикального диаметра (точка 2 и 6) трубы больше, чем по концам горизонтального диаметра (точки 3 и7) трубы при одних и тех же нагрузках. Деформации в сжатых зонах поверхности стенки трубы (точки 1и 4) почти одинаковы (рис. 2, б). Первое обстоятельство объясняется тем, что расчетный изгибающий момент под местом приложения нагрузки значительно больше, чем в сечениях по концам горизонтального диаметра (отношение 0,318:0,182). Деформации в сжатых зонах почти одинаковы поэтому, что в сечении на уровне горизонтального диаметра действие момента сопровождается с действием продольной сжимающей силы.
Зависимость относительных деформаций от нагрузки 
= f(P) на рис. 2 близка к линейной.
Трещины появляются при нагрузках, составляющих примерно 0,8 от разрушающих нагрузок, сначала на внутренней поверхности стенки трубы в вертикальном створе и позднее на наружной поверхности — в горизонтальном, что соответствует очертанию эпюры моментов. Разрушение трубы происходило путем развала ее на четыре части.
В некоторых работах деформативная способность уменьшается с увеличением их диаметра, что не получило надлежащего растяжения. На наших испытаниях оказалось, что чем больше диаметр трубы, тем меньше деформации стенки трубы при одних тех же нагрузках.
Литература:
- Абдумуминов Э., Виноградов С. В. Исследование напряженно- деформированного состояния подземных керамических труб мелиоративного назначения. М., МГМИ, 1988
- Берген Р. И., Фролов М. И. Яхшнев Р. Д. Вертикальное давление грунта на жесткие трубопроводы в высоких насыпах. Сб. «Расчет сооружений, взаимодействующих с окружающей средой». Сб. научных трудов МГМИ, М., 1984, с. 99–105.
