Статья «Исследование деформационных свойств смеси «Песчаный грунт – гранулы вспененного полистирола» в условиях циклического нагружения»

Поддержание необходимых реологических свойств нефти и нефтепродуктов при их длительном хранении в условиях низких температур в настоящее время обеспечивается за счёт использования нагревательных устройств различного принципа действия. Очевидно, что подобные технические и технологические решения являются затратными. Разработка прогрессивных материалов оснований резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов в условиях низких температур и эффективных технологий для их устройства остаются актуальной задачей нефтегазовой отрасли. Для снижения тепловых потерь в грунты основания предлагается использовать теплоизолирующие добавки, например, гранулы вспененного полистирола. Были проведены компрессионные испытания образцов смеси «Песчаный грунт – гранулы вспененного полистирола» с 5%-ым по объёму содержанием теплоизолирующих добавок. Каждое испытание включало в себя пять последовательных циклов «Нагружение – разгрузка». Максимальная величина нагружения составила 180 кПа. В ходе лабораторных исследований были получены данные о величине расчётного значения модуля деформации исследованных образцов смеси «Песчаный грунт – гранулы вспененного полистирола». Расчётное значение модуля деформации смеси после 4-го цикла нагружения составило 16,4 МПа, что выше минимально допустимого – 15 МПа – на 9 %, а после пятого цикла – на 15 %. Полученные результаты позволяют разработать конструкцию основания резервуара с улучшенными теплоизолирующими свойствами и технологию для его устройства.

Ключевые слова: районы многолетней мерзлоты, основание резервуара, теплоизолирующие добавки, гранулы вспененного полистирола, песчаный грунт, компрессионные испытания, цикл нагружения, модуль деформации.

Выводы. В ходе выполненных исследований была установлена принадлежность полученных результатов определения модуля деформации Ek увлажнённой до оптимальной влажности wopt смеси «ПГ – ГВПС» с 5 %-м содержанием теплоизолирующей добавки нормальному распределению. Это позволяет использовать существующую методику определения деформационных свойств предлагаемой смеси [19]. Для уточнения конструктивных параметров основания для вертикальных стальных резервуаров объёмом
до 50000 м3 и технологических режимов его устройства предлагается включать в программу лабораторных испытаний не менее пяти циклов «Нагружение – разгрузка», выполняемых по методике, изложенной в государственном стандарте [18]. Установленное значимое превышение величины расчётного значения модуля деформации E для пяти циклов нагружения над минимально допустимым значением Emin даёт основание на перспективность дальнейшего изучения влияния ГВПС на ПГ путём увеличения его объёмной доли в смеси.