автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Влияние армирования на несущую способность и деформативность песчаного основания

од

На правах рукописи

АНТОНОВ ВАСИЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ

ВЛИЯНИЕ АРМ И ЮВ АН ИЯ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ ПЕСЧАНОГО ОСНОВАНИЯ

05.23.02 Основания н фундаменты

Автореферат диссертация на совсканпе ученой стелена кавдвдата техшпвасих паук

Волгоград 1998

Работа выполнена в Тамбовском, государственном техническом университете и в Киевском государственном техническом университете строительства и архитектуры.

Научные —кандидаттехнических наук,

руководители доцент Акимов С.Д.

—кандидат технических наук, доцент Леденев В.В.

Официальные —доктор технических наук,

ошгоыееты профессор Богомолов А.Н.

— кандидат технических наук, доцент Иконин C.B.

Ведущая организация —АО "Тамбовспецстроймонтаж"

Защита состоится » (^У^Г&О^— 1998г в « СО » часов на

заседании диссертационного совета К:064.63.02 по специальности 05.23.02 "Основания и фундаменты" Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, I.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Волгоградской архитектурно-строительной академии.

Автореферат разослан «

IV» ЦЛОУЬЕ- 1998года

Отзывы на реферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу 400074 г. Волгоград, ул. Академическая, I. Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия. Ученый совет.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент к I Î л . Г.Г. Шкода

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в строительстве все чаще приходится осваивать площадки, ранее считавшиеся непригодными для застройки по различным причинам : пойменные территории , овраги , выработанные карьеры , места с резкими перепадами высот , площадки, основания которых сложены слабыми грунтами, заболоченные участки, бывшие полигоны проыышленно-бытовых свалок. Мощность техногенных отложений в г. Тамбове, например, достигает 20 м. В таких условиях возводят промышленные и гражданские здания и сооружения. На основания могут передаваться значительные статические и динамические нагрузки. Использование этих площадок без специальных инженерных мероприятий, таких каж : создание грунтовых подушек из местного или привозного материала, различные способы закрепления грунтов, намыв пойменных территорий до незатопляемых отметок и использование свайных фундаментов с прорезкой слоя насыпных и слабых подстилающих фунтов, невозможно. В этой аспекте заслуживает внимания, как менее иатериалоеыкпй и более экономичный, метод армирования грунта , получивший в последнее время широкое распространение для создания подпорных сооружений н дорожных насыпей. Наиболее перспективным становится этот метод при устройстве фундаментов , на послойно уплотненных грунтах.

Учитывая вышеизложенное, а также отсутствие нормативных документов, регламентирующих проектирование и устройство фундамен-тоа на армированном основании, вопросы комплексного исследования свойств армированных грунтов, как мало изученных, становятся весьма актуальными, и данная работа выполнялась в рамках этой проблемы.

Целью д=сс£ртац=с=зЗ работы является:

- изучите влияния вида арматуры, ее расположения, геометрических характеристик армирующих элементов, количества слоев армирования, характера ярилохекия и длительности действия нагрузки, плотности песчаного грунта - засыпки на модуль деформации армированного грунта, несущую способность и перемещения моделей фундаментов;

- поиск оптимальных вариантов армирования.;

- исследование характера деформирования н разрушения ар миро-

ванного основания;

- разработка и сто дики расчета армированного песчаного основания ;

- проведение полунатурных испытаний фундамента на армированном основании с целью проверки результатов маломасштабных лабораторных экспериментов и сопоставления расчетных и экспериментальных значений осадки фундамента на армированном основании;

- составление рекомендаций по рациональному внедрению результатов исследований.

Научна» новизна работы:

- разработана методика комплексной оценки влияния армирования на несущую способность и деформатнвностъ песчаного основания ;

- установлены зависимости, оценивающие влияние глубины заложения армирующих элементов, их геометрических размеров, количества слоев армирования, смещения армирующих элементов в случае внецсн-тренного приложения нагрузки, плотности основания на несущую способность и модуль деформации армированного грунта;

- разработана методика расчета основания, армированного одним слоем арматуры при действии осевой вертикальной нагрузки.

Практическое ззачеиве работы:

- составлены рекомендации по рациональному армированию песчаных оснований фундаментов мелкого заложения;

- результаты исследований использованы при проектировании и строительстве производственного здания в г. Тамбове;

- основные положения работ« внедрены в учебный процесс.

Оевомшмя чащшщармши шиквоапо шлшотсн:

- результаты экспериментальных (модельных и натурных) исследований несущей способности и деформативности армированного песчаного основания;

- методика расчета армированного песчаного основания ;

- рекомендации по выбору оптимальных параметров армирующих элементов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались автором на ежегодных научно-техничесгснх конференциях : Киевского инже-

s

нерно-строительного института 1989-1993 г., Воронежской архитектурно-строительной академии 1991-1996 г.. Тамбовского государственного технического университета 1989-1997 г., на зональных научно-практических конференциях " Устройство и усиление фундаментов с улучшение!* строительных свойств грунтов оснований " 23-24 сентября 1993 г., и " Проблемы технологии выполнения работ при реконструкции действующих предприятии " 15-16 апреля 1992 г., г. Пенза ПДНТП.

Публикация. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 печатных статей.

Объем ргботы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и приложения. Содержит 212 страниц машинописного текста, 2 страницы приложения, 26 таблиц, 103 иллюстрации, список литературы 127 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во вгаденяа обоснована актуальность темы, научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В пергой глггг, которая является обзорной, дан анализ экспериментальных и теоретических работ российских и зарубежных авторов по теме диссертации, описана история развития и область применения ар-ыогрунта, указаны различные способы армирования основания (вертикальное, горизонтальное, хаотическое), виды арматуры (стержни, сетки, волокна, геопофякн, геоячейкн, геотгеань), требования, предъявляемые. к арматуре, защитному покрытию, ipyiny засыпки в США, Франции, Индии, Англии.

Развитию основ, исследованию и внедрению в инженерную практику метода армирования грунта способствовали работы ученых : Г. Видала (Vidal, Н.) запатентовавшего это изобретение, Д. Миловича (Milovic, D ), М. Бакстера (А/. Baxter), Ю.В. Феофнлова, К. Джоунса [Genes, G ), В.А. Барвашова, проводивших опыты с горизонтальным армированием песианого основания р2здгга:ыг-:1 материалами : полосовым стеклопластиком, тканью, металлическими стержнями. Значительное количество опытов в условиях плоской деформации провели Ч.Х. Хуанг (Huang, С.С.) н Ф. Татсуока (Tatsuoka, F.) с изменением плотности, количества слое» армирующих элементов, расстояния до ар-

матуры, длины стержней. АЛ. Аксенов и Д.Ю. Штихель, И. Алкми (Alimi, J.) исследовали взаимодействие полосовой арматуры с грунтом засыпки. Опыты на трехосное сжатие армированного песчаного основания выполняли С. Саран (Sorem, S.) и Д. Нараин (Narain, J.). B.B. Жи-хович, Л.М. Тимофеева проводили исследования по дисперсному армированию глинистых грунтов.

Большинство теоретических разработок, касающихся армированного грунта, выполнялись в аспекте проектирования и возведения подпорных сооружений и дорожного строительства. Самые ранние разработки, касающиеся усиления грунтовых оснований армированием, выполняли Койн {Coin), Вестерград ( Westergrad ), Р. Бассет (Bassel, Я), Н. Гаусманн (Hausmamt, М.), Ф. Шлоссер (Shlosser, F.), Н. Лонг {Long). Распределению напряжений по арматуре посвящены работы Чан га (Chang), Бишопа и Андерсона (Bishop and Anderson), вопрос прочности армированного грунта рассмотрен в работе Смита (Smith) и Р. Джоуелла (Joueell Я).

Значительный вклад в развитие теории армогрунтовых сооружений внесла Л. М. Тимофеева. Она предложила три основные расчетные схемы армогрунтовых конструкций : континуальную, дискретную и дискретно-континуальную; рассмотрела вопросы изменения реологических свойств в армированных грунтах, напряженное состояние армированного основания.

Анализ проведенного обзора армированных грунтов показал, что исследований, касающихся армирования основания фундаментов, выполнено мало, эксперименты проводились на маломасштабных моделях; комплексного изучения влияния различных параметров на повышение несущей способности и модуля деформации армированного основания не проводили.

Проведенный анализ позволил сформулировать цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований. В качестве грунта использовался мелкий однородный песок. Удельный вес воздушно-сухого песка при предельно рыхлом сложении у =14,4 кН/м3 (е = 0,85), маловлажного при а =0,05-15 кН/м3 (е =0,831).

Удельный вес воздушно-сухого песка при предельном уплотнении трамбовками -17 кН/м3 (е = 0,556), маловлажного при т - 0,05 -17,95 k11/mj (е = 0,-Ш/Оппшальная влажность песка <ы,г1=12 %. Угол внутреннего трения песка в воздушно-сухом состоянии равен 28*, при влажности <»=0,05-32°.

Опыты проводили в металлических лотках трех типоразмеров. Нагрузку на основште передавали через металлические штампы диаметрами от 100 до 300 мм и цшшндричесхие модели диаметрами от 50 до 250 мм с помощью рычагов ступенями по 0,1 от предварительно определенной разрушающей. В качестве армирующих материалов использовали стальные стержни, полосы и стальные сетки, ткань, пластинки и полосы из органического стекла, пластика, алюминиевой фольги.

Целью экспериментов являлось изучение влияния характера армирования на несущую способность и деформативность основания, поиск оптимальных параметров армирования.

К числу основных влияющих факторов армирования относили : расстояние от фундамента до армирующих элементов - А,; геометрические характеристики арматуры: длину - L^ ширину - В, ; диаметр (стержней или полос) - d, (tj; шаг - г, количество слоев армирования - п^ смещение оси армирующего элемента относительно центра модели - ет , плотность грунта - р.

Для более наглядного отображения влияния различных параметров было использовано понятие относительной несущей способности F„ - F„/f\, где F„- несущая способность армированного основания, f. -тоже, н картированного.

Проведенные исследования показали, что максимальный эффек-тодноярусного армирования достигался при относительном расстоянии от подошвы модели до арматуры h,-h,/D = 0,15 - 0,25, т.е. в зоне разви тия максимальных касательных напряжений ( рис. 1).

Эксперименты, проведенные при различной длине армирующих элементов, показали, что наибольший эффект, определяемый исходя из соотношения приращения несущей способности к расходу материала арматуры, достигался при относительной длине L,=2,5 ( рис. 2).

у(К)____

Г1 ■

</1 с- к

/ с —*

О 0,1 ОД 03 0,4 0£ 0,6 0,7 Х(к.)

Рис. 1. Влияние расстояния до армирующего элемента на относительную несущую способность основания I - экспериментальные; 2 - расчетные значения. -У(К) _

1 ■ 1 ^ г //

'у* «сиож 4,6

1*1*11 /"4 *9*-в,01?х+в, 133Х1 Ш! у~4,ЗЯ*3,12х-ЪтМ,И4х'

0 12 3 х{Ъ,)

Рис. 2. Влияние длины арматуры на относительную несущую способность основания : 1- экспериментальные; 2- расчетные значения. Эффект армирования возрастал с повышением плотности грунта, что объясняется увеличением поверхности контакта грунт - арматура (рис.3).

у(К)

3,0

2г5

2,0

Ь0

1,5 1,55 1,6 1,65 *(Р)

Рис. 3. Влияние плотности песчаного грунта на относительную несущую способность основания: 1- экспериментальные; 2- расчетные значения. л

Влияние интенсивности армирования оценивали отношением </„/7, где 7-з/О - относительный шаг стержней сетки. По рис. 4 видно, что экстремум относительной несущей способности наблюдался при соотношении й/7— 3, 8.

Количество слоев армирования - п, не связано линейной зависимостью с несущей способностью. Увеличение л,>5 малоэффективно (рис. 5).

Максимальный эффект наблюдали при расположении первого и второго слоя арматуры на расстоянии И,, = 0,2 и А^ - 0,4 от штампа. Учитывая, что при однослойном армировании наблюдали Ъ, „р, - 0,2, первый слой может рассматриваться как подошва фиктивного фундамента.

По результатам проведенных экспериментов при внецентренном приложении нагрузки выяснилось, что значительного повышения несущей способности можно достичь смещением армирующего элемента в сторону действия нагрузки на величину е„ = ед ( рис. 6 ). Чем больше

\ ] —!—

г г 1

¿,=<тяя1/=2,5 / » г Ал +34,432х-и,тх'

эксцентриситет приложения нагрузки, тем'больший эффект получен при смещении арматуры. При этом в 1,5-2 раза уменьшались осадка и крен модели фундамента.

У(К>

3^5

3,0

0 1234 56 7 8

Рис. 4. Влияние интенсивности армирования на относительную несущую способность основания : 1- экспериментальные; 2-расчетные значения. У(К)_______

1ч

\

/ / кр«Ж1Г=4),7 $ «слиг»/,5 \

А

V *ж ^ = с[0;2,21

Г=/+3,2ах-3,27х'+

о

1 Р

г ¡Г

в с (2;41 .• }=5,}}-2,94х+1,1Ъ?-0,Ил>

1 2 3 х(п)

Рис. 5. Влияние количества слоев армирования на относительную несущую способность основания.

i.'lWl

i.efW

Г*2,9Л-3,0и.1,74хЩ$4х

-3-2-1 0 12 x(\)

Рис. 6. Влияние смещения арматуры в случае внецентрен-ного приложения нагрузки на относительную несущую способность основания.

Опыты на длительное действие нагрузки показали, что армирование оказывает большое влияние на перераспределение напряжений в основании. Скорость развития крена и перемещений в армированном основании была в 1,5-2 раза меньше, чем в неармированном.

Исследования позволили выявить качественную картину влияния различных параметров арматуры на несущую способность армированного основания.

D третьей глгзе приведены результаты эксперементальных исследований характера деформирования н разрушения неармированного и армированного оснований. Опыты проводили в условиях пространственной н плоской задачи с воздушно-сухим (/ = 15... 15,5 кН/м5) и ма-лоолажныы песком С= 16 кН/м', о - 0,05...0,07). Траекторий движения частиц песка исследовали методом фотофиксации, развитие зон деформаций и очертание линий скольжения - окрашиванием отдельных слоев песха. При вдавливании а (»армированный грунт жесткого штампа, нагруженного осевой или внецентренной вертикальной силой, на поверхности фнкагровали радиальные и кольцевые трещины в пределах области выпора грунта. Под подошбой образуется уплотненное ядро. Выявлены случаи наступления предельных состояний: выпор грунта над армй-

рующим элементом, под ним, разрыв арматуры, уплотнение грунта, сопровождающееся значительными деформациями. Тип разрушения зависит от соотношения параметров: р, е0. 8, А, , Ц , В,, Е1,. При е() > 0,5 или 8 >30* и А, > 0,2 выпор грунта происходил над сепсой со стороны эксцентриситета или направления силы. При 70 #0 и 8 *0 наблюдали асимметрию зон уплотнения.

В опытах с заглубленными моделями фундментов (р = 1,5...1,6 г/см1; <о =0,05 ; й =5... 16,5 см ; Л = 1.. .3 ~е0 =0.. .0,5 ; 8 =0.. .30° > в неармкрован-ном основании определяли напряженные зоны для сочетаний е0 и 8. Поверхности скольжения образовывались у верха передней грани, низа задней и под подошвой. Арматуру ставили в этих зонах. Характер плоского перемещения фундамента и виды предельных состояний определялись также заглублением фундамента и пространственным расположением армирующих элементов. При е0 #0 и 8*0 пластические деформации сначала возникали у верха передней грани, затем у низа задней.

Армированием достигается резкое уменьшение сдвиговых деформаций и изменение плоского перемещения фундамента. Максимальная несущая способность получена при плоско-параллельном перемещении, т.е. когда г я» 0.

Для изучения характера распределения растягивающих напряжений по армирующему элементу использовали сетку из полосок оргстекла, на которые наклеивали тензодатчики. Деформации в процессе на-гружения измеряли прибором АИД-4. Опыты проводили при центральной и внецентренной передаче нагрузки. Изменяли заглубление армирующего элемента и смещение арматуры относительно оси штампа.

Максимальные значения напряжений наблюдались при относительной глубине й, = 0,2. При расстоянии до арматуры, близком к диаметру штампа, армирующий элемент ие испытывал растягивающих усилий. Экстремум деформаций наблюдался под краями штампа, где действовали наибольшие касательные напряжения.

Смещение арматуры в сторону действия силы приводило к увеличению абсолютных значений напряжений. Эти значения были максимальными, когда центр тяжести армирующего элемента совпадал с осью

действия силы или находился близко к этой оси.

Модуль деформации армированного грунта по результатам испытаний вычисляли по формуле Е„-( ¡-у2)кО* -ДЯ/АЗ. Исследовали влияние вида армирующего элемента, заглубления арматуры, геометрических характеристик, плотности песчаного основания. Коэффициент повышения жесткости основания за счет армирования кЕ=Е^т / Еш зависел от вышерассмотренных параметров и колебался в пределах 3,2-5,3 для металлической сетки и 2,3-4,6 для полосовой арматуры из оргстекла, пластика, металла и ДВП. Все значения оптимальных характеристик, определенных в предыдущих испытаниях для относительной несущей способности, получили подтверждение и для коэффициента повышения жесткости основания.

В четвертой главе приводится практический метод расчета армированных оснований и результаты опытов с полунатурными моделями фундаментов.

Несущая способность в общем виде может быть описана уравнением:

Ф(р; Ртах: о>; ; <р; с; е; 3; Я; кс; к„; кг; ка; к^;/; Я,;

В,; А,-, .</,; 7; п,;\;а), (1),

где р - плотность фунта ; р^ - максимальная плотность при данной влажности ; со и а>орс - влажность грунта при уплотнении и оптимальная влажность -рис- угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта ; <5 не - угол наклона и эксцентриситет нагрузки ; X ■ относительное заглубление фундамента ; кс - коэффициент, учитывающий способ уплотнения грунта ( укатаа, виброуплотнение, трамбование, отсыпка с определенной высоты ) ; кв - коэффициент, учитывающий вид армирующего элемента ; к/ - коэффициент, учитывающий форму армирующего элемента ( плоская, пространственная ) ; ка - коэффициент, учитывающий снижение прочностных и деформационных характеристик с течением времени ; ксот - коэффициент, учитывающий способ соединения арматуры ; /- коэффициент трения между грунтом и арматурой ; Я, - расчет-нос сопротивление материала арматуры ; Ь, - относительная длина ; В, - относительная ширина армоэлецента ; А, - относительное расстояние

от фундамента до армирующего элемента; i, - диаметр или толщина армирующего элемента ; 7 - относительный шаг элементов арматуры I. стержней или полос ) ; л, - количество слоев армирования; Л - расстояние между слоями ; а - угол наклона арматуры к вертикали.

Учесть все эти параметры при расчете пока не представляется возможным. Поэтому был рассмотрен частный случай - расчет армированных оснований при действии осевой вертикальной нагрузки на фундамент.

Несущая способность основания в этом случае зависела в основном от четырех параметров : относительного заглубления арматуры -п3 { X; /; относительных размеров армирующего элемента - L, ( х2 ) ; интенсивности армирования - ä, /1{ xs ); плотности песчаного грунта -

р(

Для оценки влияния каждого параметра в отдельности на относительную несущую способность проводилась аппроксимация результатов экспериментов степенными функциями. Так как эти зависимости являлись полиномиально-кубическими функциями ( рис. 1-6 ), относительную несущую способность было предложено искать в виде: /■„ = к. ~ с0 + С]Х, + CiX21+ сух-} + С4Х4 + с5*t*: + Свх,х3 + + С7Х,Х4 + CgXiXs + C^jX, + с ,0X3X4 + СцХ,2 + с12х/ + + с13х/ + с,+х/ + с15х/х2 + с16х/х3 + С17х,2х4 + с1Ях/X, + + Cl9x/xs + С20Х/Х4 + СцХзХ, + с22х3'хг + с23х/х4 + с24х4:х, + + + с^х/х, + c2fX,XiX} + с^рс^ + c39x,xJx4 +

+ СмХгХ3Х4 + Cj/х/ + Сцх/ + c33x3 + cüx/. (2)

Критерием для нахождения коэффициентов с0... си являлась минимизация выражения:

Ф = Г[ FkP ( х,; х,; X} ;х4)- Fk3 ( х,; х2; х3; х J] min. ( 3 ) Для решения пой задачи рассматривалась система из 35 уравнений в частных производных. Выполненные расчеты по формуле ( 2 ) дали удовлетворительную . сходимость с экспериментальными данными (рис. I - 4 ).

Графики E~J(P), построенные для различных случаев армирования, в большинстве случаев оказались параллельными и отличались начальными величинами, зависящими от основных влияющих параметров,

тогда

Е, = Еке, (4)

где Е, и Е - модули деформации армированного и неармированного грунта, кЕ - коэффициент повышения модуля деформации за счет армирования.

Зависимость

кЕ=/(к,Л,;<1,?$;р) (5)

также может быть представлена уравнением (2 ). Значение коэффициентов уравнения определялись при ¥ = 0,25 ; 0,5 ; I.

Для расчета по I группе предельных состояний вертикальная составляющая силы предельного сопротивления определяется по формуле СНиП 2.02.01-83.

Ны = Ь'1'(Ыг4г Ь'П+ N,^,'¿ + N,4,0,), в которой для армированного основания вместо <р/ и с, следует принимать /р1:и сь и вместо Nf.Ng.Nf соответственно N„, Ы^, Л;„.

Вертикальную составляющую можно также найти из соотношения Nt/FЫ = N„/Fvs. (6>

где и Л', - соответственно вертикальные составляющие для армированного и неармированного основания;

N¡a=Ny■(Fa/F,)=NllFla, (7)

^ - относительная несущая способность, определенная по формуле (2).

Для* расчета по II группе предельных состояний расчетное сопротивление армированного основания предлагается определять по одной из следующих формул:

= (8) где Л - расчетное сопротивление неармированного основания, вычисленное по формуле (7) СНиП 2.02.01 .-83, или

К - Га Гс1 /к[М„ кг ЬГш + <1, гп'+ ( -1 ) <4 гп + Ма сш ], ( 9 ) . где М„, Мр, М0 - коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего 1 рения д>п, = р ■ кр; к9 - коэффициент повышения угла внутреннего трения за счет армирования.

Анализ многочисленных графиков испытаний в координатах на-грузка-перемещенне показал, что величина к, может быть принята в виде

отношения

к, = Rs/R асГр/сГр всГю/оч , (10)

где Up, и сгр - напряжения на границах участков пропорциональности для армированного и неармированного основания ; аш и ст, - соответствующие предельные напряжения.

Целью проведения опытов с полунатурными моделями фундаментов явилась проверка результатов маломасштабных лабораторных опытов, а также сравнение экспериментальных значений осадок с расчетными.

В качестве модели фундамента использовали жесткий квадратный металлический штамп площадью 5000 см2, t = 20 мм. Основание армировали сеткой из стержней 012 A-II с шагом 150 мм и размером в плане 2ВхВ. Нагрузку передавали гидравлическим домкратом ДГ-100. Упором служила металлическая платформа длиной 6 м, прикрепленная к анкерам и) забивных призматических свай. _

Опыты проводились при д= 0 , е0- 0 и 0,5 ; k,=0,2 ; ет- 0 н 0,5 ( рис. 7 ).

1 40 80 120 160 200 240 280 320 360 F,kH

1

2

3

4

5

6

7

8

S,cm

Рис. 7. Влияние армирования на осадку штампа: I- основание не армировано; 2- армировано, при £/=0,2.

Осадка фундамента при Р=0,25 н 0,5 соответственно составила: для неарииро ванного основания: по эксперимяпу -1,4 и 2,8 см ; то же по расчету методом послойного суммирования ( £„= 4460 кН/м2)-1,71 и 3,36 см ;

для армированного основания: по эксперименту - 0,35 и 0,8 см; то же по расчету (£,= 17480я 19450кН/л?}-0,46н 0,8 см

Результаты исследований использованы при проектировании и строительстве базы технического обслуживания и ремонта в г. Тамбове.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ I. По итогам проведенных модельных и полуийтурных испытаний было выявлено:

- при одноярусном армировании максимальный эффект достигался при длине армирующего элемента 2-2,5В ( В - ширина подошвы фундамента).

- оптимальная глубина расположения армирующих элементов составляла при одноярусном армировании 0,15-0,2 В от подошвы фундамента, а при двухъярусном при расположении второго стоя на расстоянии 0,15-0,2 В от первого; дальнейшее увеличение количества слоев армирования малоэффективно;

- повышение плотности грунта-засыпки способствовало увеличению площади поверхности контакта грунта с арматурой и эффективности армирования;

- в случае внсцентренного приложения нагрузки одновременное увеличение эксцентриситета и смещение сетки в той же направлении приводило к резкому увеличению несущей способности. Максимальное ее значение наблюдалось при совпадении оси действия силы с центром тяжести армирующего элемента';

- глубина зоны деформаций армированного основания меньше, чем неарииро ванного. Армирование грунта (!.,>/>) приводит к ограничению сдвиговых деформаций и выравниванию напряжений под подошвой фундамета;

- опыты на длительное действие нагрузки ( до 100 суток ) показали, что не происходило снижения несущей способности основания. Скорость

перемещений моделей фундаментов в армированном основании была в 1,5-2 раза ниже, чем в неармированном ;

- несущая способность возрастала в случае центрального приложения нагрузки в 2,5-3 раза, внецентренного в 3,2-3,5 раза, двухъярусного армирования в 4,2 раза по сравнению с неармированным основанием.

2. Разработан практический метод расчета оснований, армированных металлической сеткой при действии центральной нагрузки с использованием коэффициентов повышения жесткости и расчетного сопротивления за счет армирования. Сравнение экспериментальных данных с расчетными дало удовлетворительные результаты.

3. Результаты исследований были использованы при проектировании и строительстве производственного корпуса в г. Тамбове. Экономический эффект составил по данным АО " Тамбовспецстроймонтаж " 27 тыс. рублей (в ценах 1989 года), при объеме внедрения 300 м5 железобетонных фундаментов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Антонов В.М., Каверзила О.Н. Рациональные фундаменты для зданий распорной конструктивной схемы // Краткие тезисы докладов к 1-й областной научно-технической конференции. '- Тамбов, 1986.- С. 36-38.

2. Антонов В.М., Леденев В.В. Исследование ползучести песчаного основания // Основания и фундаменты: Республиканский межведомственный научно-техн. сборник. - Киев: Будшелышк, 1990,- Вып. 23. -С. 3-6.

3. Антонов В.М., Акимов С.Д. Влияние армирования на несущую способность основания И Основания и фундаменты: Республиканский межведомственный научно-техн. сборник. - Киев: Будавельник, 1991. -Вып. 24.- С. 3-5.

4. Антонов В.М., Леденев В.В. Влияние способа армирования грунта на несущую способность основания // Материалы научно-техн. конференции, посвященной 60-летию ВИСИ: Тезисы докладов. - Воронеж, 1991.-С.71.

5. Антонов В.М., Леденев В.В. Влияние характера армирования песчано-

го основания на величину разрушающей нагрузки // Межвуз. сб. научи. трудов. - Воронеж, 1992. - С. 14-22.

6. Антонов В.М., Леденев В.В. Исследование прочности армированного песчаного основания // Проблемы технологии выполнения работ при реконструкции действующих предприятий, зданий и сооружений. Тезисы докладов. - Пенза. ПДНТП, 1992. - С. 15-16.

7. Антонов В.М., Акимов С.Д. Влияние армирования на несущую способность основания // Тезисы докладов к 52-й научно-практической конференции. - Киев: КИСИ, 1992. - С. 29-30.

8. Антонов В.М., Стародубцев В.Н. Исследование несущей способности армированного основания // Материалы XX научной конференции. -Краткие тезисы докладов. - Тамбов: ТИХМ, 1992. - С. 14-15.

9. Антонов В.М., Шпагин О.В., Овдина А.А. Влияние армирования на несущую способность основания // Краткие тезисы докладов к XXI научн. конференции. - Тамбов: ТИХМ, 1993. - С. 18-19.

Ю.Антонов В.М., Леденев В.В. Усиление основания армированием II Устройство и усиление фундаментов с улучшением строительных свойств грунтов основания: Тезисы докладов. - Пенза: ПДНТП, 1993. -С. 28-29.

П.Антонов В.М., Акимов С .Д. Влияние армирования песчаных оснований на их несущую способность // Тезисы докладов к 53-й научно-практической конференции. - Киев: КИСИ, 1993. - С. 49-50.

12.Антонов В.М., Поиск оптимальных способов армирования песчаного основания // Краткие тезисы докладов к I научной конференции ТГТУ.- Тамбов, 1994. - С. 123.

13Антонов В.М., Леденев В.В. Повышение несущей способности армированного основания при действии внецентренной нагрузки // Краткие тезисы докладов к I научной конференции ТГТУ. - Тамбов, 1994. -С. 124.

14.Антонов В.М., Леденев В.В. Повышение эффективности армирования основания при действии на фундаменты внецентренной нагрузки // Межвуз. сб. научных трудов. - Воронеж, 1994. - С. 44-50.

15-Антонов В.М., Леденев В.В. Исследование напряженно-деформнрован-нош состояниа^арм1фованного основания // Краткие

тезисы докладов ко II научной конференции ТГТУ. - Тамбов, 1995. -С. 62-63.

16 .Антонов В.М., Леденев В.В. Использование экспериментальных значений модуля деформации армированного основания для расчета осадки // Краткие тезисы докладов к Ш научной конференции ТГТУ. -Тамбов, 1996.-С. 28-29.

17.Антонов В.М., Леденев В.В. Зависимость эффективности армирования оснований от особенностей армирования // Вестник ТГТУ. - 1996-Том 2, №3. - С. 332-339.

18.Антонов В.М., Леденев В.В. Оценка деформируемости армированных песчаных оснований // Межвузовский сб. научн. трудов. - Воронеж, 1996.-С. 35-41.

19Антонов В.М., Леденев В.В. Взаимодействие фундаментов с армированным основанием // Труды молодых ученых и студентов ТГТУ. -Тамбов, ! 997.- вып. 1. - С. 250-255.

20.Antonov V.M. Ledenev V.V. Calculation of Reinforced foundation // Proceedings of the Tambov State Engineering university. - 1997. - Vol. 3, №4.-P. 482-488.

ЛР № 020851 от 13.01.94 г. Плр № 020079 от 28.04.97 г.

Подписано в печать 28.04.1998 г. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Объем: 1,16 усл.печл.; 0,16 тыс.услл.-отг.; 1,15 уч.-издл. Тираж 100 экз. С 58.

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392032, Тамбов, Мичуринская, 112