Большинство исследований устойчивости труб к выталкиванию из грунта сосредоточено на песке. Но в реальности трубы часто закапывают в более сложные грунты — например, в глинисто-песчаные, где есть и сцепление между частицами, и трение. Это требует более точных методов оценки.

Ученые из Таиланда и Вьетнама использовали метод конечных элементов (FELA) и машинное обучение, чтобы разобраться, от чего зависит устойчивость труб в таких грунтах.

Результаты опубликованы в издании Journal of Pipeline Science and Engineering.

Что выяснили:

• Чем глубже закопана труба и чем больше угол нагрузки — тем выше сопротивление выталкиванию.
• Чем прочнее грунт — тем, как ни странно, хуже: сопротивление снижается.
• Самый важный фактор — глубина заложения, затем угол нагрузки и сцепление грунта с трубой.

Для прогнозирования устойчивости применили четыре модели машинного обучения. Лучше всего справилась глубокая нейросеть (DNN).

Наши результаты помогут проектировать надежные трубопроводы в сейсмически активных зонах и на морском дне, — говорит соавтор исследования Сурапарб Кеаусавасвонг.

Практическая ценность:

• Безопасность: точные расчеты снизят риски разрывов труб, особенно в зонах землетрясений или под водой.
• Экономия: оптимизация глубины заложения сэкономит миллионы на избыточном укреплении.
• Гибкость: модель можно адаптировать под разные типы грунтов, что полезно для глобальных проектов.

Исследование опирается на численные модели, а не на полевые испытания. Грунт — капризный материал: в лаборатории и на практике он может вести себя по-разному. Хорошо бы проверить прогнозы на реальных объектах.

Ранее ученые разработали супергидрофобное покрытие для защиты труб от коррозии.