авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Исследование несущей способности оснований близко расположенных ленточных фундаментов мелкого заложения

-- [ Страница 3 ] --

Таким образом, экспериментально подтверждена возможность добиваться увеличения несущей способности основания близко расположенных фундаментов. Причем это происходит только за счет изменения расстояния между фундаментами. Максимуму предельного давления на штампы соответствует определенное расстояние между ними, т.е. появляется возможность для оптимального проектирования близко расположенных фундаментов.

Итак, приведем основные выводы по экспериментальной части исследований:

  • при увеличении расстояния a между штампами с нуля до величины, при которой их взаимовлияние сказывается незначительно, зависимость предельного давления от расстояния a имеет максимум при a, равном некоторому оптимальному значению aопт, при этом осадка штампов также максимальна;
  • эффект увеличения предельной нагрузки при раздвижке штампов имеет место при изменении расстояния a с нуля до значения, примерно равного от трети до половины ширины одного из штампов;
  • увеличение несущей способности двух штампов, отстоящих друг от друга на расстоянии aопт, по сравнению со штампом двойной ширины составляет до 30% и выше.

В шестой главе излагается практический метод расчета несущей способности и расчетного сопротивления близко расположенных фундаментов, а также использование соответствующих результатов теоретических решений для расчета противооползневой свайной стенки на продавливание грунта.

Ранее было показано, что сближении фундаментов имеет место увеличение предельной нагрузки. Это увеличение нагрузки представлено на графике зависимости коэффициента влияния k от относительного расстояния между фундаментами (рис.14).

 Качественный вид зависимости-27Рис.14. Качественный вид зависимости коэффициента влияния k от относительного расстояния Численному решению отвечает участок АВ. При дальнейшем сближении фундаментов численное решение получить не представляется возможным. Располагая фундаменты вплотную друг к другу, можно рассматривать их работу как единого фундамента двойной ширины. Однако при этом предполагается наличие определенной связи между фундаментами, обеспечивающей их работу как сплошной конструкции,

т.е. не дающей возможности раздвижки фундаментов или появления перелома общей линии подошвы. На графике этому значению коэффициента влияния отвечает точка С. Точка С лежит, как правило, ниже точки А – левой точки участка АВ, описывающего результаты численного решения. При раздвижке фундаментов на малые величины имеет место эффект увеличения предельного давления. Этот факт установлен экспериментально ранее и подтвержден нашими опытами. Для малых значений , объединяя отрезок АВ с точкой С получим качественный вид графика k(). Вставка CD, к сожалению, не может быть рассчитана в рамках принятых расчетных схем, хотя и отражает данные опытов. Поэтому на данном этапе рекомендуется пользоваться вставкой СD, имеющей горизонтальную касательную в точке С. Это гарантированно обеспечивает некоторый запас в расчете несущей способности оснований близлежащих ленточных фундаментов.

Далее в решении было установлено, что сила предельного давления наклонена к вертикали на угол , увеличивающийся при сближении фундаментов. Горизонтальная компонента предельной силы возникает в случае, когда фундаменты взаимосвязаны между собой надфундаментными конструкциями, или когда условия работы фундаментов двух близлежащих сооружений не позволяют им иметь взаимные смещения и обеспечивают горизонтальное положение подошв. В этом случае работа основания в предельной стадии будет отвечать рассмотренным расчетным схемам. Если же указанные условия не выполняются, то возможна реализация одностороннего выпора грунта; ему будет отвечать меньшая величина предельного давления. Следует обратить внимание, что хотя основание зданий, как правило, не работает в предельной стадии, тем не менее, имеет смысл при расчете надфундаментных конструкций учитывать возможность возникновения разрывающей силы.

 Схемы к определению расчетного-28 Схемы к определению расчетного-29

Рис.15. Схемы к определению расчетного сопротивления

В отношении эксцентриситетов заметим следующее. Во-первых, было показано, что величина эксцентриситетов незначительна. Во-вторых, учет внецентренного приложения нагрузки может выполняться с помощью приема, предложенного Н.М. Герсевановым. Таким образом, для практического использования можно ограничиться значением вертикальной составляющей предельного давления. Следуя вышеизложенному, определена методика расчета несущей способности основания двух одинаковых близко расположенных фундаментов.

Для других схем близко расположенных фундаментов можно использовать полученные результаты соответствующих теоретических решений.

Далее сделаны некоторые предложения по поводу расчетного сопротивления грунта основания.

Рассмотрим определение расчетного сопротивления грунта основания близлежащих ленточных фундаментов в традиционной постановке. Имеем две полосовые нагрузки шириной b, отстоящие друг от друга на расстоянии а (рис.15). Постепенно увеличиваем интенсивность этих нагрузок, исследуя изменение напряженного состояния основания в основании в рамках теории линейно-деформируемой среды. При этом бытовые напряжения определяем как гидростатические, то есть при = 0,5, – коэффициент Пуассона. В рассматриваемом случае двух фундаментов зоны

разрушения будут развиваться и под внутренними, и под внешними краями фундаментов, причем скорости их развития с увеличением нагрузки будут различными. Придерживаясь принятых в нормах положений, установим для нижней границы зон разрушения следующие условия:

zmax = с внутренней стороны (рис.15,а) или zmax = с внешней стороны (рис.15,б).

Итак, под расчетным сопротивлением основания двух близко расположенных ленточных фундаментов будем понимать такое среднее давление по подошве фундаментов, при достижении которого впервые выполняется одно из указанных условий.

Исследование поведения величины расчетного сопротивления показало, что при малом расстоянии между фундаментами, условие по допустимой глубине зон разрушения сперва достигается с внешних сторон (рис.15,б). При этом на первом этапе с внутренней стороны разрушения основания может вообще не иметь места. При дальнейшей раздвижке штампов наступает момент, когда зоны разрушения с внутренних краев достигают значения раньше, чем с внешних – глубины (рис.15,а). Критическому расстоянию, при котором зоны разрушения с внутренних и внешних краев достигают установленных для них значений одновременно, отвечает максимум расчетного сопротивления.

Выражение для расчетного сопротивления R приведено к стандартному виду. Для коэффициентов M, Mq и Mc составлены специальные таблицы. Предложенный прием позволяет получать при достаточном удалении фундаментов значение R как для одиночного фундамента шириной b, а при нулевом расстоянии между ними как для одиночного фундамента шириной 2b, обеспечивая, таким образом, требования СНиП 2.02.0183*.

В заключение, была рассмотрена возможность использования решения задачи о предельном давлении бесконечного количества штампов для расчета свайной стенки по условию продавливания оползневого тела.

Расчетная схема взаимодействия свайного ряда с оползневым телом в горизонтальной плоскости в момент продавливания показана на рис.16. Элементы противооползневой конструкции имеют ширину b, расстояние между ними равно а. Цель расчета заключается в определении критического расстояния а между сваями, при котором удерживающая конструкция еще будет в состоянии воспринимать оползневое давление без продавливания грунта сквозь стенку. При этом ширина удерживающих свай, характеристики грунта, мощность h оползневого тела и величина E оползневого давления считаются заданными.

Расчет ведется в горизонтальной плоскости в уровне действия максимального давления E грунта оползня. Следовательно, грунт можно принять невесомым. Далее, будем считать, что при продавливании грунта сквозь противооползневую конструкцию на отрезке АС оползневое давление E распределяется неравномерно: большая часть приходится на границу со сваей (участок ВС шириной b), меньшая на участок АВ шириной a между ближайшими удерживающими элементами. Таким образом, учитывая взаимное направление перемещения грунта на участках АВ и ВС, принимаем, что на АВ действует пригрузка, а на ВС предельная нагрузка.

 Расчетная схема взаимодействия-34

Рис.16. Расчетная схема взаимодействия свайного ряда

с оползневым телом

На рис.16 обозначено: p предельное давление на границе контакта сваи и оползневого тела, q давление, которое способен воспринять грунт в промежутках между сваями. Для выбранной расчетной схемы это давление будет играть роль пригрузки. Значение q примем равным величине бытового давления на глубине h.

Исходя из сделанных предпосылок, условие непродавливания оползневого тела через удерживающую свайную стенку будет иметь вид:

(a + b) E = a q + b p. (4)

Величина предельного давления p определяется как

p = (1 + k) пр,1,

где пр,1 предельное давление одиночного штампа на невесомое основание, определяемое по известной формуле Прандтля; k коэффициент влияния из решения задачи о предельном давлении бесконечного количества штампов на невесомое основание, зависящий от угла внутреннего трения грунта оползня и относительного расстояния между сваями.

Искомое расстояние между сваями определяется подбором из выражения (4).

Предложенная методика определения расстояния между элементами удерживающих противооползневых конструкций базируется на строгих статических решениях теории предельного равновесия грунтов, и учитывает основные факторы совместной работы грунта оползневого тела и удерживающей конструкции характеристики грунта, размеры свай, мощность оползневых отложений и оползневое давление.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

  1. Получены строгие непрерывные статические решения теории предельного равновесия о предельном давлении на грунтовое основание близко расположенных штампов. Определена последовательность краевых задач для следующих случаев:
    • предельное давление двух штампов одинаковой ширины;
    • предельное давление двух штампов различной ширины;
    • предельное давление бесконечного количества штампов одинаковой ширины;
    • предельное давление трех штампов при симметричной схеме граничных условий;
    • предельное давление трех штампов при несимметричной схеме граничных условий;
    • предельное давление произвольного количества штампов различных ширин при различных расстояниях между ними;
    • даны обобщения всех вышеперечисленных задач на случай действия неодинаковых пригрузок на различных участках.
  2. Получено кинематическое решение теории предельного равновесия о предельном давлении на грунтовое основание двух штампов одинаковой ширины. Статическое решение этой задачи детализировано для случаев невесомого и идеально-связного оснований.
  3. Исследовано влияние основных факторов характеристик грунта, величины пригрузки и расстояния между фундаментами на несущую способность основания близко расположенных фундаментов. Показано, что эффект взаимовлияния проявляется тем значительней, чем выше угол внутреннего трения грунта и меньше пригрузка. При расстоянии между фундаментами примерно равном двойной ширине одного из них взаимовлияние сказывается незначительно, наиболее сильно взаимовлияние проявляется при расстоянии, равном 25%…50% от ширины одного из фундаментов. Для рассмотренных схем при сближении фундаментов установлено увеличение вертикального предельного давления, появление касательной компоненты предельного давления и эксцентриситета его равнодействующей.
  4. Проведены экспериментальные исследования в большом пространственном лотке по определению предельного давления двух штампов на песчаное основание. Установлено удовлетворительное соответствие теоретических и опытных значений предельной нагрузки двух близко расположенных штампов на песчаное основание.
  5. Подтверждено теоретически и экспериментально существование оптимального расстояния между фундаментами, которому соответствует максимальное значение несущей способности основания. Установлено, что максимум силы предельного давления двух фундаментов шириной b на основание превышает не только значение предельной нагрузки на одиночный фундамент шириной b, но и на фундамент двойной ширины 2b.
  6. Разработаны рекомендации по расчету близко расположенных ленточных фундаментов мелкого заложения, включающие определение расчетного сопротивления и несущей способности грунта основания близко расположенных фундаментов. Составлены соответствующие таблицы и номограммы. Предложенные методики расчета по предельным состояниям не противоречат действующим нормам и дополняют их в части учета взаимовлияния близлежащих фундаментов.
  7. Разработан практический метод расчета критического расстояния между удерживающими свайными рядами по условию продавливания оползневого тела.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Караулов А.М., Королев К.В. Построение решений статики грунтов методом сопряжения областей предельного равновесия // Вестник СГУПС. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2002. Вып. 4. - с. 124-131.
  2. Королев К.В. К оптимальному проектированию составных фундаментов // Сб. науч. тр.: Диагностика в строительстве. Вып. 18, - Днепропетровск: ПГАСиА, 2002. - с. 99-102.
  3. Королев К.В. Кинематическое решение задачи о вдавливании двух штампах в сыпучее основание // Материалы XXXVIII Международной научной студенческой конференции “Студент и научно-технический прогресс”: Математика. / Новосиб. ун-т /. Новосибирск, 2000. с. 48-49.
  4. Королев К.В. Опытные определения зависимости прочности основания двух фундаментов от расстояния между ними // Актуальные проблемы усиления оснований и фундаментов аварийных зданий и сооружений: Тезисы докладов Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Изд-во ПГАСА. - 2002. - с.75-77.
  5. Королев К.В. Предельное давление близлежащих фундаментов на грунтовое основание // Современные проблемы фундаментостроения: Сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. В 4-х ч. Ч. 3, 4 / ВолгГАСА. - Волгоград, 2001. - с.49-50.
  6. Королев К.В. Предельное давление на сыпучее основание бесконечного ряда штампов // Сборник трудов молодых ученых НГАСУ №1. - Новосибирск, 1998. - с. 15-18.
  7. Королев К.В. Предельное давление на сыпучее основание произвольного ряда штампов // Материалы XXXVII Международной научной студенческой конференции “Студент и научно-технический прогресс”: Математика. / Новосиб. ун-т /. Новосибирск, 1999. с. 78-79.
  8. Королев К.В. Расчетное сопротивление грунта основания прерывистых фундаментов // Сборник тезисов докладов Новосибирской межвузовской научной студенческой конференции “Интеллектуальный потенциал Сибири”: Современные проблемы технических наук. – Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 1999. с.41-42.
  9. Королев К.В. Статическое решение задачи о предельном давлении двух штампов на грунтовое основание // Сборник трудов молодых ученых НГАСУ №2. – Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 1999. - с. 29-32.
  10. Королев К.В. Экспериментально-теоретические исследования напряженно-деформированного состояния основания двух близлежащих ленточных фундаментов // Проблемы развития транспортных сооружений и совершенствования строительных конструкций: Тезисы докладов Междунар. науч.-техн. конф. - Томск: Изд-во ТГАСУ. - 2002. - с. 152-153.
  11. Соловьев Ю.И., Королев К.В. Определение несущей способности основной площадки насыпи с помощью сглаживания контура // Инженерно-геологические условия, основания и фундаменты транспортных сооружений в условиях Сибири: Межвуз. сб. науч. тр. / СГУПС. Новосибирск, 1998. - с.27-32.


Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.