2023 г., Том 28, № 3, с.10-24

Объектом исследования является протяженный подземный трубопровод, подверженный воздействию распространяющейся вдоль его оси сейсмической волны. Рассмотрены задачи о действии длинных волн на протяженный подземный трубопровод. В случае нелинейного взаимодействия трубопровода с грунтом динамические процессы описываются нелинейным волновым уравнением Клейна – Гордона. Методом конечных разностей решена задача о воздействии сейсмической волны разной формы на протяженный подземный трубопровод. Решены задачи о линейном и нелинейном взаимодействии трубопровода с грунтом и проанализированы полученные результаты. Из аналитического решения стационарной задачи для бесконечного трубопровода при синусоидальном воздействии известно, что если скорость распространения волны в грунте больше скорости распространения волны в трубопроводе, в последнем максимальная деформация два раза больше максимальной деформации в грунте. На основе численного решения нестационарной задачи для конечного трубопровода установлено, что только разрыв на фронте волны деформации в грунте приводит к этому явлению. Если нет разрывов, то по мере снижения скорости деформации в грунте максимальная деформация в трубопроводе за фронтом волны снижается и стремится к максимальной деформации грунта. Исследованиями одномерной задачи о действии сейсмической волны на протяженный подземный трубопровод обоснована применимость неявных разностных схем с практически необходимым шагом по времени для решения задач сейсмодинамики пространственно-расположенных подземных систем трубопроводов.