автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Исследование напряженно-деформированного состояния свай из мелкозернистого бетона

па правах рукописи _ _ п

ПЬ ОД 2 о НОЯ 2000

Пьянков Сергей Анатольевич

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СВАЙ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА.

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степепи кандидата технических наук

УЛЬЯНОВСК 2000

Работа выполнена в Ульяновском государственном техническо!^ университете

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор У.А.Ямлеев

Официальные ошюненты: доктор технических наук,

профессор М.И.Бальзанников

кандидат технических наук, доцент И.Е.Сеськин

Ведущая организация: Средневолзксккй филиал ЦНИИОМТП

Защита состоится 22 июня 2000 г, в 10 — часов на заседании диссертационного совета Д.064.55.01. Самарской государственной архитектурно-строительной академии ни адресу:

443001, г.Самара, ул.Мояодогвардейская, 194, ауд.0408.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Самарской государственной архитектурно-строительной академии.

Автореферат разослан 20 мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д.т.н., профессор

'—- 1. ■ 11 1-! . 1,1 Л1 (/1

Н5~<82 .5-ОЧЪ.Ъ ,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Свайные фундаменты имеют ряд преимуществ по сравнению с фундаментами мелкого заложения. Поэтому они получили широкое распространение в различных районах страны. Наибольшее применение нашли забивные сваи из тяжелого бетона. Типы, основные размеры, технические требования к сваям приведены в ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные. Технические условия».

Анализ проводимых в разные годы исследований в области ударного погружения свай показывает, что единого мнения в оценке напряженно-деформированного состояния свай при забивке нет.

Сложность процесса протекания удара, а также многообразие факторов, влияющих на процесс забивки, является основной причиной того, что в настоящее время основное внимание уделяется развитию численных методов и использованию при расчетах вычислительной техники.

Большой вклад в теорию ударного погружения внесли ученые Б.В.Бахолдин, В.Л.Бидерман, Ю.И.Васильевский, Н.Г.Герсеванов, Б.Ф.Горюнов, В.В.Кречмер, В.К.Манжосов и др.

Для обеспечения сохранности головы сваи в нормативной документации устанавливается 100%-ная отпускная прочность бетона. К тому же высокие классы бетона требуют применения качественных крупных заполнителей и больших расходов цемента.

Многие регионы страны не имеют прочных плотных заполнителей и для изготовления бетонов высоких классов вынуждены завозить их из горных районов. При реализации продукция по прейскурантным пенам работа заводов ЖБИ становится нерентабельной, что, естественно, сдерживает применение свай.

Решение этой проблемы возможно яри использовании в конструкциях свай местных материалов: искусственных пористых заполнителей или мелкозернистого бетона (МЗБ).

Легкие и мелкозернистые бетоны имеют среднюю плотность меньшую, чем тяжелые, а так как висячие сваи армируются из условия восприятия собственного веса при подъеме па копер и транспортных операциях, снижается расход стали на кубический метр конструкции. Резкое удорожание энергоносителей снизило эффективность применения легкобетонных конструкций. Поэтому применение в производстве свай из мелкозернистого бетона стало более перспективным направлением.

Анализ литературных источников показал во многом противоречивые выводы о физико-механических свойствах мелкозернистого бетона. Мелкозернистый бетон несколько отличается от тяжелого бетона и основным его недостатком считается повышенный на Ю-20?-о, из-за повышенной водопотребностк бетонной смеси и большой удельной поверхности заполнителя, расход цемента на 1м3 бетона.

Предлагаемое в данной работе решение этой проблемы за счет поризации и создания мелкопористой однородной структуры цементного камня позволяет существенно снизить расход цемента.

В действующих стандартах на сваи не предусмотрено применение мелкозернистых бетонов. Поэтому целесообразно проведение исследований по установлению оптимальных технологических параметров производства свай из этого материала с обычным и преднапряженным армированием.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Межвузовской научно-технической программой "Строительство" (Приказ Комитета по высшей школе № 252 от 27 марта 1991 г.) в рамках темы НИР Ульяновского политехнического института (с 1994 г. Ульяновского государственного технического университета) "Совершенствование технологии производства железобетонных конструкций с пониженной материалоемкостью (сваи)", а также комплексной программой ускорения научно-технического прогресса в народном хозяйстве Ульяновской области на 1985-1995 гг.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ является изучение особенностей работы свай из мелкозернистого бетона при воздействии на них ударных нагрузок и разработка методики расчета напряженно-деформированного состояния свай при погружении в грунт. Для осуществления этой цели необходимо решить следующие задачи:

- провести теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния свай при ударных воздействиях на различных этапах погружения-,

- провести теоретические исследования влияния дефектов первого рода (пор) на поризованный мелкозернистый бетон;

- оптимизировать рецептурные составы и технологические параметры производства цементных композиций от класса В12,5 до ВЗО на основе мелких кварцевых песков;

- осуществить апробацию результатов исследований в производстве свай и применения их при возведении свайных оснований.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в следующем:

- разработан метод расчета напряженно-деформированного состояния свай при динамических воздействиях с учетом воздействия технологической среды.

- разработана методика подбора рецептурных составов композиций с оптимальной плотностью дефектов в структуре;

- получены математические модели физико-механических свойств мелкозернистого бетона, необходимые при проектировании свай и свайных оснований;

ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ Степень обоснованности научных положений, выводов и конструктивных решений на их основе подтверждается использованием отработанных методов и методик исследования, достаточным объемом экспериментального материала, проведением испытаний в полевых условиях и внедрением. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ СОСТОИТ:

- в разработке рабочих чертежей свай квадратного сечения длинной от 3 до 12 м;

- в разработке «Технических условий» на производство свай типа С;

- во внедрении результатов исследований на заводах ЖБИ и их использование при возведении свайных оснований предприятиями стройиндуст-рии Ульяновской области;

- во внедрении результатов в учебный процесс. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Результаты и основное содержание работы изложено в 22 публикациях, и доложено на 3 международных, 2 региональных и 7 вузовских научно-технических конференциях. Программа для расчета свай на ЭВМ зарегистриро-

I • ■ 111 ■ I т> ' 11 1 Г| /"''"- > '1.1 ГГ1г ..4 1 • « т• '1г\г.1ЦЧ !»• • ..ч ."11. /"'.... ч, ..ч... ! . .'11, , 1

кчи» •• V V'. ' -1 1(1 1. I 1 I V 11'— 111' 1111 1 1 1 1 11.11 ^А 1 1_. 111 ■ 111 1 1 '1 '11 .■lllilllt.il. ^ИИ/^Ъ' 1 1 1 1 '-1

лг-плпиоп У^УУХЮУ/..

Результаты работы прошли производственную апробацию на предприятиях ЗАО «Новоульяновскжелезобетон.» г. Новоульяяовска , АО СПК «Димит-ровградстрой», ОАО «ЖБИ-1» г. Ульяновска.

р'Т'т гт/"^ п) * тт л т» а I »

ч^1 х" У ху X У х V ¿1 У_/Г> ¿>11/IV! /\JDKJ 1Х31

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы, включающего 136 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков и 19 таблиц.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

- метод расчета капряженно-деформировашюго состояния свай при ударном нагружении;

- теоретические исследования влияния поризации на физико-механические снойстня мелкозернистого б^тонз к ярэктичсскйб п5КО~ мендации по получению мелкозернистого бетона с поризацией цементного камня;

- математические модели основных физико-механических свойств разработанных материалов;

- результаты производственной апробации технологии изготовления свай из мелкозернистого бетона порисованной структуры;

- технико-экономическая оценка эффективности данной технологии.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, излагаются основные положения, составляющие научную новизну диссертационной работы и краткая ее характеристика.

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса и задачам исследований. В этой главе приводится обзор литературных источников и анализ состояния вопроса по применению свайных фундаментов, расчету свай при действии динамических нагрузок. Также рассматриваются особенности свойств мелкозернистых бетонов (МЗБ) и формулируется рабочая гипотеза.

Накопившийся опыт производства и применения свай в фундаментострое-нии позволяет выделить основные направления в этой области:

- создание новой высокопроизводительной технологии и оборудования для погружения и возведения свайных фундаментов;

- разработка и массовое внедрение в производство новых конструкций свай с высокими технологическими параметрами;

- использование для изготовления свай местных материалов, дающих существенную экономию за счет более низкой себестоимости;

- создание пакетов прикладных программ для расчета на ЭВМ состояния свайных фундаментов на различных этапах погружения, в том числе в особо тяжелых условиях забивки;

- использование в конструкциях свай различных видов бетонов, с полной проработкой влияния свойств того или иного материала на все стадии от изготовления до эксплуатации в фундаментах сооружений.

Исследование ударного погружения нс является новой проблемой, решение этой задачи на каждом этапе находилось в зависимости от состояния развития теории соударепия тел. Также при проектировании и производстве свайных работ часто возникает необходимость прогнозирования максимальных величин напряжений, возникающих в свае при забивке.

В работе дается оценка состояний проблемы ударного нагружения, про-

от то ттт^иг! пт> о ттт т ттг^тгАлггаа г^ о оттп гч от*^ тс» тг»«>» т ттпа ттттгч»**е*ттттт »о г? г» о

определения максимальных величин напряжений в работах Н.Г.Герсеванова. В.В.Кречмера и Б.В. Бахолдина.

Далее рассматриваются особенности свойств мелкозернистого бетона.

Для регионов, испытывающих дефицит крупного плотного заполнителя, одним из перспективных направлений может считаться применение в конструкциях свай МЗБ, снижающего не только вес свай, но и их стоимость за сча замены крупного заполнителя, отсутствующего во многих регионах страны, ш местные виды песков, имеющих значительно меньшую себестоимость.

Мелкозернистый бетон можно рассматривать как композиционный строительный материал (КСМ). Необходимость создания эффективных материалов < заданными свойствами заставила ученых обратить внимание на развитие общю

представлений о композиционных материалах, формирование и изменение их структуры и свойств при проектировании, изготовлении и эксплуатации.

В исследование структуры, свойств и составов КСМ на различных заполнителях, конструкций на их основе большой вклад внесли И.М.Ахвердов, Т.Б.Арбузова, В.В.Бабков, Ю.М.Баженов, П.И.Боженов, Г.И.Горчаков, Б.В.Гусев, П.Т.Комохов, С.Ф.Коренькова, Г.В.Мурашкин, А.А.Новопашин, Л.П.Орентлихер И.Е.Путляев, Р.З.Рахимов, П.А.Ребиндер, И.А.Рыбьев, В.И.Соломатов, У.А.Ямлеев и другие.

Основные выводы, полученные в результате обзора литературы, позволяют для достижения поставленной цели сформулировать следующую рабочую гипотезу о возможности применения забивных свай из мелкозернистого бетона: «Установить, на основании создания композита с оптимальной плотностью дефектов в его структуре, экспериментально-теоретическими исследованиями основные параметры забивных свай по условиям прочности, жесткости, трещи-ностойкости и эксплуатационным требованиям».

Из вышеприведенного анализа были сформулированы вышеприведенные цель и задачи исследований.

Во второй главе приведены характеристики исходных материалов, конструкции опытных образцов и дано описание экспериментально-теоретических методов исследовании, применявшихся в днсссртацноккои работе.

Физико-механические свойства МЗБ исследовались с использованием метода математического планирования эксперимента (МПЭ).

Для рассмотрения процессов, происходящих в свае во время забивки, был разработан и изготовлен специальный испытательный стенд.

В качестве регистрирующей аппаратуры использовался измершгелмп.тй комплекс, состоящий из тешорезисторного измерительного комплекса на основе автоматического измерителя деформаций АИД-4 и многоканальной измерительной тензометрической станции ИТС.

Измерительная станция состояла из входного измерительного устройства, универсального десятиканалыюго усилителя на быстродействующих интегральных схемах и выходного осциллографического устройства.

Опытные образцы представляли собой полнотелые сваи квадратного сечения с тупым нижним концом, с обычным и преднапряжепным армированием.

Третья глава посвящена теоретическим исследованиям напряженного состояния мелкозернистого бетона при ударном воздействии нагрузок.

В данной главе диссертационной работы рассматривается теоретические вопросы концентрации напряжений в структуре мелкозернистого бетона и исследования напряженно-деформированного состояния свай при ударном воздействии.

Прочность твердых тел в значительной мере зависит от вида и количества дефектов в структуре материала. Существует разделение дефектов на два рода. Дефекты первого рода - округлые типа пор к дефекты второго рода - остроконечные типа трещин.

ггц

Дефекты как первого, так и второго рода вызывают концентрацию напряжений и деформаций, что сильно сказывается не только на прочности бетона, но и на остальных его физико-механических свойствах.

Влияние дефектов второго рода на поризованный мелкозернистый бетон примерно будет идентично, как и для других видов бетона, поэтому в этой работе не рассматривается.

Для оценки степени влияния различных дефектов на свойства МЗБ в диссертационной работе рассматривалось его напряженно-деформированное состояние от приложенной внешней нагрузки и распределение напряжений у круглого отверстия (поры) при одноосном растяжении и сжатии.

Концентрация напряжений около отверстия будет, в соответствии с принципом Сен-Векана иметь локальный характер, и может привести к появлению радиальных трещин на краю отверстия, а это скажется на прочностных и де-формативных свойствах бетона.

В соответствии с общепризнанной волновой теорией удара в свае возникают как растягивающие,

так и сжимающие напряжения.

Задача о распределении напряжения вокруг отверстия, впервые решенная Киршем(Киг5сЬ), подробно

/ОТПТТТ>П ТГ1ЛТ ТО ГЛ ГЛ

(-ГиЧ^ШиА.^'.ЕШШ&иЪ'.и V ц/мч/ч-' * V«'»

Колосова Г.В., Мусхшш-швили Н.И., Панасюка В.В., Савина Г.Н., Тимошенко С .П. и др.

Для применения некоторых промежуточных результатов в работе рассматривалась задача при осевом растяжении и при осевом сжатии (рис.1).

Максимальное значение сжимающего напряжения стд3* = —ЗБ достигается при 0-71/2 и 0=3 л/2, т.е. в точках тип. В точках р и q, где и ©=0, действует растягивающее напряжение аь - 5.

Прочность цементного камня на растяжение примерно в десять раз меньше прочности на сжатие. Поэтому в сжатом элементе растягивающие напряжения приводят к образованию трещины и разрыву бетона в поперечном направления. Разрушение происходит по магистральной трещине. Длина микротрещины тем больше, чем больше диаметр поры. Поэтому при одинаковом расходе цемента прочность норизовашюго мелкозернистого Сетона будет выше, чем бетона без поризаций.

Из теории хрупкого разрушения известно:

Я

/СМ- 1 р к 4Т \ ж 1

Ч'

Рис. 1. Напряженное состояние центрально сжатой пластаны с отверстием.

- наличие начальных трещин сказывается на прочности растяжения сильнее, чем на прочности сжатия;

- трещины на поверхности более опасны, чем внутри изделия.

Коэффициент концентрации напряжения не зависит от радиуса поры, а их

количество у поверхности при поризации МЗБ будет больше. Большая вероятность появления первой трещины при растяжении должно привести к снижению Яы мелкозернистого бетона при поризации.

Для установления минимальной прочности мелкозернистого бетона для свай прорезающих жесткие прослойки и при достижении отказов близких к нулевым, необходимо изучить напряженно-деформированное состояние сваи при ударном воздействии.

Автор выражает благодарность за помощь в исследовании данного вопроса доктору технических наук, профессору В.К.Манжосову, зав. кафедрой «Теоретической и прикладной механики» УлГТУ.

Задача об ударном нагружении сваи при забивке рассматривалась в начальной стадии погружения в грунт или при встрече с жесткой прослойкой грунта без учета влияния технологической среды и с учетом воздействия технологической среды, в зависимости от глубины погружения.

Схема ударного пагружешя представлена на рис.2а. Ударная масса 1 (например, поршень дизель-молога), падая с некоторой высоты, наносит удар но свае 2, забивая ее в технологическую среду 4. Удар наносится, как правило, через деревянную прокладку 3.

а) б) в) г)

Рис. 2. Расчетные схемы при ударном погружении свай.

Если отбросить связи сваи с технологической средой, то действие этих связей необходимо заменить соответствующими реакциями связей. Расчетная схема такого нагружеиия свак представлена из рис.2б.

Так как масса прокладки 3 несоизмеримо мала по сравнению с ударной массой и массой сваи, то при расчетах достаточно учесть лить упругие свойст-

ва прокладки, введя в расчетную схему сосредоточенный в ударном сечении упругий элемент жесткостью «к». Распределенные силы сопротивления интенсивностью q(x) можно привести к сосредоточенным силам сопротивления, действующим в конечном числе сечений стержня Pj.

Расчетная схема ударного нагружения сваи может быть представлена в виде схемы, изображенной на рис.2в. Сосредоточенная масса M со скоростью V,,, через упругий элемент жесткостью «к» наносит удар по свае. Свая условно разбита на п однородных участков.

Полагая, что движение поперечных сечений в пределах J-того однородного участка описывается волновым уравнением :

9х a} St

где Uj (х, t) - продольное перемещение произвольного сечения х J-того участка, х - координата сечения, t - время, aj - скорость звука в материале J-того участка сваи (скорость распространения волны деформации). Уравнение (I) дополним начальными и граничными условиями: начальные условия: при t = 0

Iïj(x,0)=0, *£5Lo , (xj.i < XI, 1=1,2,3,... ,n-l, n) (2)

от

граничные условия: при х = О

EiAl + - ul(0,t)]-0, есш^М ,0, (3)

ох 5х

<Лг.(0, t) 5и,(0, t) „ ...

—-- - 0,если——^>0, (4)

дх дх

ппк к *т Т= 1 1 Ч л-1 —^— .. —j, - -, -, ...

EIAI-^+(PI),+Ew.Aw^B01 (5)

ох бх

a»j(xj,t) = au j+1(xj,t)

a 5t

при X = Хц

„ . ôu„(x„,t)

- ЬПАГ1--- (Fs)s = U, Ps = Pk + Рр, (7)

ох

где Е], Ej, Ej+j, Ец - модуль упругости материала сваи соответственно на 1-ом, J-tom, J+1-ом и n-ном участках; Ai, Aj AJ+i An - площадь поперечного сечения сваи соответственно на 1-ом, J-tom, J+1-om и n-ном участках. Решение волнового уравнения (1) представляется в виде: Ш (к, t) = f, fait-x) + <d, СаД+ xl (x,..< x ¿x,. J - 1. 2, .3.....n-L n) (8)

где ^ (а.]Г - х) - функция, описывающая параметры прямой волны деформации на 1-том участке; ф; (а^ + х) - функция, описывающая параметры обратной волны деформации на Мом участке.

Наиболее неблагополучная ситуация для работы сваи возникает в начале погружения и при прохождении плотных слоев грунта. Эту ситуацию можно представить в виде расчетной схемы, представленной на рис.2г. Здесь отсутствуют силы технологического сопротивления Р;. Упругие свойства грунта, взаимодействующего с торцем сваи, моделируются сосредоточенным упругим элементом жесткостью «к„».

Приведенные теоретические выкладки позволили определить нормальные

напряжения в произвольных J-тых сечениях сваи (7(xj,t)=Ej •

дх

Изложенная в диссертационной работе методология расчета была реализована в виде зарегистрированной программы ддя ЭВМ (PILE).

При погружении сваи в грунт на определенную глубину, характер напряженно-деформированного состояния изменяется. Для грунта, ок-

£

j

if у

-V77777Z Y/////Z

if

А

•JT1 I

71

| и

иологическои средой, действующие в

бско-

ц

г >

Л* 4

вой поверхности сваи можно учесть присоединенной массой.

Для оценки происходящих процессов можно принять ирисосдаяев-ную массу в качестве сосредоточенной, меняющей свое положение и величину, в зависимости от глубины погружения сваи (рис 3). Полагаем, что и ,(xt.t\ = f r(a rt - х А+ ф т(а ,t + х А

- I/ \ W ' / •J \ и У ! о \ О .у / >

И/+1 IхJ>О = /,/н{ajnt - Xj)+91 (aJ

при граничных условиях:

Рис. 3. Расчетная схема учета присоединенной массы.

<V+if + xj)>

М

д2и.

J

= -F, ■ 4.

dUjbcj, О

ЯН

,1х

EJ+l ■ AJ+1

'/+1

ГОЛ

(10)

а* дг

Используя метод приближений в работе было получено решение задачи распространения волн деформаций с учетом присоединенной массы.

Изложенная в диссертационной работе методология преобразования распространения волн деформаций с учетом присоединенной массы также была реализована в виде программы для ЭВМ.

Четвертая глава посвящена исследованию технологических факторов, влияющих на физико-механические свойства мелкозернистого бетона.

Внедрение в крупносерийное или массовое производство даже очень эффективной в технологическом и экономическом плане конструкции невозможно, если не оптимизированы основные технологические параметры производства, не узаконена конструкторско-технологическая документация.

В данной главе приведены результаты исследования влияния на прочность МЗБ воздухововлекающей добавки СДО, суперпластификатора С-3 и режима тепловлажностной (ТВО) обработки. Также приводятся результаты исследований по изучению прочностных и деформационных свойств МЗБ, по выявлению совместимости инградиенгов и установлению порядка их ввода при перемешивании бето1Н1ых смесей, исследования водопроницаемости и морозостойкости мелкозернистого бетона.

Все эксперименты проводились с использованием МПЭ.

Результаты экспериментов показали положительное влияние на прочность бетона поризации цементного камня при низких и средних расходах цемента, при больших расходах цемента прирост прочности бетона не происходит, а плотность бетонной смеси несколько снижается за счет раздвижки зерен песка.

На основании полученных данных по выявлению совместимости различных добавок - воздухововлекающей добавки СДО, нитрата натрия ИИ, хлорида кальция ХК и суперпластификатора С-3 сделан вывод о несовместимости химических добавок: суперпластификатора С-3 и ускорителя твердения -хлористого кальция ХК ввиду сильного вспучивания мелкозернистого бетона в результате ТВО. Сильное вспучивание бетона во время тепловлажностной обработки и снижение шзочности бетона также не позволяет тзекомендовать к использованию суперпластификатор (J-3 при использовании пластифицированного портландцемента.

Предложенная новая технология перемешивания бетонных смесей с 3s минутной выдержкой в течении цикла повышает прочность бетона до 22%.

Исследование прочностных и деформационных свойств мелкозернистого бетона проводилось по композиционному трехуровневнему пятифакторному плану На5, близкому к D - оптимальному. После машинной обработки получены основные характеристики бетона в виде математических моделей (11) в зависимости от расхода цемента Хь жесткости бетонной смеси Х2, содержания добавок Хз, режима ТВО - X.*, — выдержка и Х5 - изотермия. Расход СДО принимался оптимальным.

Прочность бетона:

R = 29,6+5,17xi+2,7х2+1,46хз+3,25х4+1,4x5-0,6х12+1,0х22+1,65хз2+1,7х42+0,8х52 (11)

Результаты исследования показати, что подбором рецептурного состава бетонной смеси, режимов ТВО можно получить один и тот же класс мелкозернистого бетона при различном сочетании факторов.

Проведенные испытания также показали, что мелкозернистые бетоны оптимальных составов удовлетворяют всем требованиям по водонепроницаемости и морозостойкости, предъявляемым к сваям.

Было проведено сравнение основных опытных характеристик различных классов МЗБ, используемых в рабочих чертежах свай, с нормативными, выявившее некоторые особенности МЗБ приведенные в выводах.

В пятой главе изложены результаты экспериментальных исследований напряжегаю-деформировашюго состояния свай.

В задачи исследования входило:

- выявить особенности поведения под нагрузкой свай из мелкозернистого бетона;

- выявить влияние предварительного напряжения арматуры на состояние и ударную прочность свай при забивке;

- выявить характер распределения остаточных деформаций по сечениям опытных образцов в зависимости от количества наносимых ударов.

Максимальные сжимающие напряжения возникают в головной части сваи. По мере удаления от верхнего торца сваи величина сжимающих напряжений быстро уменьшалась. В нижнем конце сваи имело место некоторое увеличение сжимающих напряжений за счет частичного отражения от грунта исходной волны сжатия. Такое увеличение сжимающих напряжений в нижнем конце сваи характерно при забивке в плотные, прочные грунты.

Разрушение образцов с обычным армированием начиналось в основном с разрушения ствола сваи. Средние напряжения в стволе образцов меньше на-пряжешш в голове образцов и тг тому же косвенное армирование должно повы-сип* прочность о сто па в концах оороЗцов. Однако зксцситрпснтст, который ПОявляется при ударе за счет неравномерной плотности прокладки, щебня и неточным приложением ударной массы, приводит к неравномерным по сечению образца напряжениям. При этом краевое напряжение в стволе образца может превосходить напряжения, возникающие в месте удара (рис.4).

Для образцов с преднапряжешгой арматурой характерно разрушение головы сваи. Предварительное напряжение не влияет на величину максимачьных сжимающих напряжений, возникающих в голове сваи при ударе, поскольку величина последних в основном определяется инерционными силами. Образцы с преднапряжешгой арматурой не столь чувствительны к проявлению случайного эксцентриситета, к тому же концы образцов менее интенсивно армированы косвенной арматурой, чем образцы с обычным армированием. Предварительное напряжение несколько увеличивает прочность ствола сваи и позволяет использовать его до полного исчерпания несущей способности по голове, что подтверждается поведением образцов во время эксперимента.

30.00

та а

1-опытные средние значения;

2-значения рассчитанные на ЭВМ;

3-опытные краевые

\ л напряжения.

0.10

1-1-ТЛЗгг

8.00 ^.; \12 00 Время 4(10 )сек"~

-ю.оо

Рис.4. Напряжения в средней части образца во времени.

Опытные образцы также испытывадись по схеме с учетом присоединенной массы.

Получешше осциллограммы показали изменение распространения волн деформаций после прохождения присоединенной массы. Сигнал имеет большее количество пиков, что увеличивает число циклов приложения кратковременной нагрузки к данному сечению образца и может привести к снижению ударной прочности бетона. Растягивающее напряжение имеет меньшее количество пиков, чем до прохождения присоединенной массы, но большую длительность и поэтому, может оказать существенное влияние на состояние образца (рис.5).

I

1 - до прохождения

присоединенной

массы.

2 - после прохождения присоединенной массы.

-10 оо

Рис.5. Напряжения в образцах с присоединенной массой.

Анализ возникающих остаточных деформаций в образцах свай из мелкозернистого бетона показал, что их максимальные значения расположены ниже верхнего конца, что в реальных условиях забивки должно приводить к большей сохранности головы сваи. В дальнейшем это было подтверждено полевыми испытаниями свай.

Характер развития остаточных деформаций также изменяется в зависимости от количества наносимых ударов. Из анализа накопления нелинейных деформаций, независимо от характера разрушения сваи, минимальная прочность бетона может назначаться го условия ограничения значений максимальных сжимающих напряжений верхней границей микроразрушений Н/"сгс. Верхняя граница микроразрушений КЛге для поризованных мелкозернистых бетонов соответствует 0,9Лъ и 0,75КЬ, для мелкозернистого бетона без поризации композита.

В шестой главе рассматриваются вопросы производственной апробации и эффективности от внедрения результатов исследований.

При лицензировании предприятий изготовителей требуется узаконенная конструкторско-технологическая документация, в которую входит согласован-ние с авторами типовых рабочих чертежей и составление нормативного документа на этот вид конструкции.

Рабочие чертежи свай из мелкозернистого бетона разработаны УлГТУ (ранее УлПИ) совместно с сотрудниками НИИЖБ, который является одним из основных разработчиков работах чертежей свай из тяжелого бетона и ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные. Технические условия».

В соответствии с положениями разработан УлГТУ и утвержден в Ульяновском центре стандартизации и петрологии стандарт предприятия «Технические условия».

По технорабочей документации, разработанной УлГТУ для свай из мелкозернистого бетона на заводах АО «ЖБИ-1» г. Ульяновска, ЗАО «Новоульянов-скжелезобетоп» г. Новоульянсвска и АО СПК «Димитровградстрой», начато их производство.

Ц ТТП ТПОТТТГТП ТТГГ О ОТЛ! Л Т* ТТЛППТ1Т ТС» -»ТОТТТ ТТ-^ТТТ» ГТ Г» !"»<*•* * ТП

шииилд М ииЛЧ/иШЧ' нишм 1 ШХПЛ 11"

строительных объектах. В работе даны описание и анализ результатов испытаний.

По результатам испытаний можно сделать вывод, что сваи из мелкозернистого бетона соответствуют требованиям рабочих чертежей, технических условий, ГОСТ 5686-78 и могут быть запущены в массовое производство.

В рыночных условиях производство ряда строительных конструкций зависит в значительной степени не только от его технических характеристик, но главным образом от конкурентноспособности в стоимостном выражении.

Сравнение стоимости свай из мелкозернистого и тяжёлого бетона было выполнено применительно к Ульяновской области. Оценка технико-экономической эффективности производства конструкций из мелкозернистого бетона принципиально не изменится и для других регионов страны.

Применение мелкозернистого бетона ведет к снижению стоимости сырья и материалов на 17,5% и общей стоимости свай с учетом НДС на 9,3%. Данные показатели справедливы для принимаемой на заводах ЖБИ средней стоимости песка Ташлинского месторождения Ульяновской области и обычного армирования свай. Для свай с центральным армированием ствола и использованием более дешевого песка Кучуровского месторождения Ульяновской области стоимость сырья и материалов снижается на 27,7% и общая стоимость свай с учетом НДС на 14%.

ОБШИЕ ВЫВОДЫ

Обобщение трудов многих ученых и собственные экспериментально-теоретические исследования физико-механических свойств МЗБ и процессов, происходящих в сваях при ударном воздействии, позволили сделать выводы о возможности использования МЗБ в производстве забивных свай.

Основные выводы по работе сводятся к следующему:

1. Разработанный алгоритм и программа расчета численным методом максимальных напряжений в голове сваи при ударном воздействии путем рассмотрения сваи как системы дискретных масс без учета технологической среды и с учетом сил бокового трения грунта, обеспечивает большую точность расчетов, чем решение задач, основанных кз теории Сен-Векана, с использованием различных коэффициентов.

2. Принятая методика динамических испытаний свай позволяет объективно оценить напряженно-деформированное состояние свай на всех этапах погружения.

3. Концентрация напряжений у ПОр ирИ. растяжении способствует появлению трещин, снижая прочность бетона, а при сжатии разрушение материала происходит от развития растягивающих деформаций в плоскости максимальных значений коэффициентов концентрации напряжений, не оказывая влияния на прочность бетона.

4. Получение заданной прочности бетона при минимальном расходе цемента возможно не созданием бездефектной структуры, а созданием однородной матрицы с оптимальной плотностью дефектов. Это условие обеспечивается поризацией цементной составляющей бетона с обеспечением слитной однородной структуры и оптимизацией параметров производства.

5. Получены экспериментально-статистические математические модели физико-механических свойств мелкозернистых бетонов, дополняя, по некоторым характеристикам, как отсутствующие в нормах значения для поризованных структур:

- прочность поризованного мелкозернистого бетона на растяжение ниже, принятой в СНиП 2.03.01-84* на 10-20%;

- в отличие от СНиП 2.03.01-84 призменная прочность мелкозернистого бетона в среднем на 10% выше принятой для тяжелого бетона,

- модуль упругости мелкозернистого бетона ниже, чем у тяжелого и примерно соответствует принятой в СНиП 2.03.01-84 зависимости Як - Ев;

- мелкозернистые бетоны оптимальных составов удовлетворяют всем требованиям по водонепроницаемости и морозостойкости, предъявляемым к сваям.

6. Разработанный опытно-теоретический метод назначения минимального класса бетона обеспечивает оптимальные технико-экономические показатели.

7. Опыт производства и применения свай из мелкозернистого бетона показал технико-экономическую целесообразность использования природных плотных и мелких песчаных заполнителей. При этом себестоимость свай снижается до 27,7%.

Основное содержание работы опубликовано в 22 публикациях, основные из которых:

1. Патент по заявке № 99100195/03(000092) Разделяющаяся свая с концентраторами напряжения. / Авторы Ямлеев У.А., Пьянков С.А. -2000.

2. Программа «РГЬЕ» по расчету свай при ударном нагружении. Зарегистрировано в Российском агенстве по патентам и товарным знакам. Свидетельство №990892 от 9.12.99 / Авторы Манжосов В.К., Пьянков С.А.

3. Пьянков С.А. Новый тип раздвижных, наклонных свай. В сб."Молодая наука - новому тысячелетию. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции" Часть П. Наб.Челны.КамПИ.-1996.-С.11-12.

4. Пьянков С.А. Применение мелкозернистого бетона 6 конструкциях свайных фундаментов. /7 Вестник УлГТУ серия "Машиностроение, строительство" № 2. -1998.-С.108-111.

5. Пьянков С.А. Эффективность применения свай из мелкозернистого бе-тока при ударном погружении. 3 сб. <(Наука-пр0г13Б0Дству коквсрсяя сегодня» Тезисы докладов научно-практической конференции. Ульяновск , ОАО "Большая Волга".-1997.-С.8.

6. Пьянков С.А., Ямлеев У.А. Напряжено-деформированное состояние свай из мелкозернистого бетона при ударном воздействии. -В кн. Современные проблемы строительного материаловедения. Вторые Академические чтения РАСЫ: Материалы международной научно-технической конференции,Ч.З.-Казань,КГАСА. -¡996. С,83-86.

7. Совершенствование технологии производства строительных конструкций зданий комбината монолитного домостроения.: Отчет по НИР /.'Ульяновский политехнический институт; Руководитель Ямлеев У.А. № ГР 01920004683, Ульяновск. -1993. -16с.

8. Ямлеев У.А., Пьянков С.А., Прудников В.П. Снижение материалоемкости свай /7 Известия вузов Строительство —1995 -С 66-69

Подписано в печать 15.05.00. Формат 60x84/16.

Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100экз. За.к. N- 751. Типография Ульяновского государственного технического университета 432027, Северный Венед, 32

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР).

1.1. Конструкции забивных железобетонных свай и опыт их применения.

1.2. Исследования в области ударного погружения свай.

1.3. Особенности свойств мелкозернистого бетона.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Свайные фундаменты имеют ряд преимуществ по сравнению с фундаментами мелкого заложения. Поэтому они получили широкое распространение в различных районах страны. Наибольшее применение нашли забивные сваи из тяжелого бетона. Типы, основные размеры, технические требования к сваям приведены в ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные. Технические условия».

Анализ проводимых в разные годы исследований в области ударного погружения свай показывает, что единого мнения в оценке напряженно-деформированного состояния свай при забивке нет.

Сложность процесса протекания удара, а также многообразие факторов влияющих на процесс забивки является основной причиной того, что в настоящее время основное внимание уделяется развитию численных методов и использованию при расчетах вычислительной техники.

Большой вклад в теорию ударного погружения внесли Б.В.Бахолдин, В.Л.Бидерман, Ю.И.Васильевский, Н.Г.Герсеванов, Б.Ф.Горюнов, В.В.Кречмер, В.К.Манжосов и др.

Для обеспечения сохранности головы сваи в нормативной документации устанавливается 100%-ная отпускная прочность бетона. К тому же высокие классы бетона требуют применения качественных крупных заполнителей и больших расходов цемента.

Многие регионы страны не имеют прочных плотных заполнителей и для изготовления бетонов высоких классов вынуждены завозить их из горных районов. При реализации продукции по прейскурантным ценам работа заводов ЖБИ становится нерентабельной, что естественно, сдерживает применение свай.

Решение этой проблемы возможно при использовании в конструкциях свай местных материалов: искусственных пористых заполнителей или мелкозернистого бетона (МЗБ).

Легкие и мелкозернистые бетоны имеют среднюю плотность меньшую, чем тяжелые, а так как висячие сваи армируются из условия восприятия собственного веса при подъеме на копер и транспортных операциях, снижается расход стали на кубический метр конструкции. Резкое удорожание энергоносителей снизило эффективность применения легкобетонных конструкций. Поэтому применение в производстве свай из мелкозернистого бетона стало более перспективным направлением.

Анализ литературных источников показал во многом противоречивые выводы о физико-механических свойствах мелкозернистого бетона. Мелкозернистый бетон несколько отличается от тяжелого бетона и основным его недостатком считается повышенный на 10-20%, из-за повышенной водопотребности бетонной смеси и большой удельной поверхности заполнителя, расход цемента на 1 м3 бетона.

Предлагаемое в данной работе решение этой проблемы за счет поризации и создания мелкопористой однородной структуры цементного камня, позволяет существенно снизить расход цемента.

В действующих стандартах на сваи не предусмотрено применение мелкозернистых бетонов. Поэтому целесообразно проведение исследований по установлению оптимальных технологических параметров производства свай из этого материала, с обычным и преднапряженным армированием.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Межвузовской научно-технической программой "Строительство" (Приказ Комитета по высшей школе № 252 от 27 марта 1991 г.) в рамках темы НИР Ульяновского политехнического института (с 1994 г. Ульяновского государственного технического университета) "Совершенствование технологии производства железобетонных конструкций с пониженной материалоемкостью (сваи)", а также комплексной программой ускорения научно-технического прогресса в народном хозяйстве Ульяновской области на 1985-1995 гг.

ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ является изучение особенностей работы свай из мелкозернистого бетона при воздействии на них ударных нагрузок и разработка методики расчета напряженно-деформированного состояния свай при погружении в грунт. Для осуществления этой цели необходимо решить следующие задачи:

- провести теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния свай при ударных воздействиях на различных этапах погружения;

- провести теоретические исследования влияния дефектов первого рода (пор) на поризованный мелкозернистый бетон;

- оптимизировать рецептурные составы и технологические параметры производства цементных композиций от класса В 12,5 до ВЗО на основе мелких кварцевых песков;

- осуществить апробацию результатов исследований в производстве свай и применения их при возведении свайных оснований.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в следующем:

- разработан метод расчета напряженно-деформированного состояния свай при динамических воздействиях с учетом воздействия технологической среды.

- разработана методика подбора рецептурных составов композиций с оптимальной плотностью дефектов в структуре;

- получены математические модели физико-механических свойств мелкозернистого бетона необходимые при проектировании свай и свайных оснований;

ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Степень обоснованности научных положений, выводов и конструктивных решений на их основе подтверждается использованием отработанных методов и методик исследования, достаточным объемом экспериментального материала, проведением испытаний в полевых условиях и внедрением.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ СОСТОИТ:

- в разработке рабочих чертежей свай квадратного сечения длинной от 3 до 12 м;

- в разработке «Технических условий» на производство свай типа С;

- во внедрении результатов исследований на заводах ЖБИ и их использование при возведении свайных оснований предприятиями стройиндуст-рии Ульяновской области;

- во внедрении результатов в учебный процесс.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Результаты и основное содержание работы изложено в 22 публикациях, и доложено на 3 международных, 2 региональных и 7 вузовских научно-технических конференциях. Программа для расчета свай на ЭВМ зарегистрирована в Российском агентстве по патентам и товарным знакам; Свидетельство №990892.

Результаты работы прошли производственную апробацию на предприятиях ЗАО «Новоульяновскжелезобетон» г. Новоульяновска , АО СПК «Димитров-град строй», ОАО «ЖБИ-1» г. Ульяновска.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы включающего 136 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков и 19 таблиц.

Основные выводы по работе сводятся к следующему:

1. Разработанный алгоритм и программа расчета численным методом максимальных напряжений в голове сваи при ударном воздействии путем рассмотрения сваи как системы дискретных масс без учета технологической среды и с учетом сил бокового трения грунта, обеспечивает большую точность расчетов, чем решение задач основанных на теории Сен-Венана с использованием различных коэффициентов.

2. Принятая методика динамических испытаний свай позволяет объективно оценить напряженно-деформированное состояние свай на всех этапах погружения.

3. Концентрация напряжений у пор при растяжении способствует появлению трещин, снижая прочность бетона, а при сжатии разрушение материала происходит от развития растягивающих деформаций в плоскости максимальных значений коэффициентов концентрации напряжений, не оказывая влияния на прочность бетона.

4. Получение заданной прочности бетона при минимальном расходе цемента возможно не созданием бездефектной структуры, а созданием однородной матрицы с оптимальной плотностью дефектов. Это условие обеспечивается поризацией цементной составляющей бетона с обеспечением слитной однородной структуры и оптимизацией параметров производства.

132

5. Получены экспериментально-статистические математические модели физико-механических свойств мелкозернистых бетонов (4.6, 4.7, 4.8, 4.9), дополняя по некоторым характеристикам отсутствующие в нормах значения для поризованных структур:

- прочность поризованного мелкозернистого бетона на растяжение ниже, принятой в СНиП 2.03.01-84* на 10-20%;

- в отличие от СНиП 2.03.01-84* призменная прочность мелкозернистого бетона в среднем на 10% выше принятой для тяжелого бетона;

- модуль упругости мелкозернистого бетона ниже, чем у тяжелого и примерно соответствует принятой в СНиП 2.03.01-84* зависимости Нк - Ев;

- мелкозернистые бетоны оптимальных составов удовлетворяют всем требованиям по водонепроницаемости и морозостойкости предъявляемым к сваям.

6. Разработанный опытно-теоретический метод назначения минимального класса бетона обеспечивает оптимальные технико-экономические показатели.

7. Опыт производства и применения свай из мелкозернистого бетона показал технико-экономическую целесообразность использования природных плотных и мелких песчаных заполнителей. При этом себестоимость свай снижается на 27,7%.

1. Адищев В.В., Вдовин В.Е. Постановка и решение задачи об ударе груза по стержню с учетом дисперсии и геометрической нелинейности // Известия вузов. Строительство. -1996.-№ 5. -С.15-18.

2. Адищев В.В., Вдовин В.Е., Демешкин А.Г. Оценка зоны микроповреждений при ударном нагружении свай. // Известия вузов. Строительство. -1994.-№ 5-6. -С. 13-15.

3. Адищев В.В., Вдовин В.Е., Курдаков В.Б. Формирование волн напряжений при ударе по стержню с учетом дисперсии // Известия вузов. Строительство. -1990.-№ 6. -С.35-39.

4. Адищев В.В., Митасов В.М., Никифоров В.В. Оценка напряженно-деформированного состояния в оголовке сваи при статическом нагружении. // Известия вузов. Строительство. -1993.-№ 1. -С.17-19.

5. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. -М.: Металлургия. -1968.155 с.

6. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование экс-перемента при поиске оптимальных условий. М., -Наука. -1976. -96с.

7. Анапенко A.A., Нижевясов В.В., Успенский А.С.и др. Прочностные и деформативные свойства мелкозернистых бетонов. Известия вузов. Строительство. -1999.-№ 1.-С.34-39.

8. Анимица П.Х., Василевский Ю.И., Страхов Г.П. Анализ причин разрушения железобетонных свай в причалах Ждановского порта. В кн.: Морские порты. Научные труды УУЗ ММФ вып. 3, -Транспорт-1968.-С.24-28.

9. Бабич Е.М., Крусь Ю.А., Панчук Ю.Н. Работа мелкозернистого бетона в условиях малоциклового статического нагружения. Известия вузов. Строительство. -1995.-№ 9. -С.26-31.

10. Баженов Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. -М.: Стройиздат. -1970.-246с.

11. Баженов Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов: Учебное пособие для вузов. -М.: Стройиздат. 1973.-С. 164-171.

12. Байков Б.Н. Волженский А.В, Трифонов И.А. и др. Железобетонные изделия из мелкозернистого неавтоклавного бетона // Бетон и железобетон.-1973.-№5.-С. 6-8.

13. Бахолдин Б. В. О велчине напряжении в сваях при забивке. // Основания, фундаменты и механика грунтов. -1967.-№2. -С. 7-9.

14. Бахолдин Б.В. Исследование напряженного состаяния свай при ударе. -В сб.: Основания фундаменты и подземные сооружения. Труды НИИ оснований, вып, 59, М.: Стройиздат. -1970. -С. 59-63.

15. Бахолдин Б.В. Методика расчета несушей способности свай по результатам динамических испытаний. В кн.; Основание фундаменты и подземные сооружения.Труды НИИоснований, вып.60, М.: Стройиздат. -1975. -С.40-48.

16. Бахолдин Б.В. Тензометрический метод динамических испытаний свай. -В кн.: Основание и фундаменты. Труды НИИоснований, вып. 56, М.: Стройиздат. -1966. -С. 168-176.

17. Беликов В.А., Яворский. Внецентренно сжатые колонны из мелкозернистого бетона, твердеющего под давлением. // Бетон и железобетон. -1986.-№ 8.-С.6-7.

18. Бердичевский Г.И. и др. Предварительно напряженный железобетон (по материалам VII Международного конгресса Федерации по предварительно напряженным конструкциям ФИП, Нью-Йорк, 1974). М.: Стройиздат. -1978. 205 с.

19. Бидерман В.Л. Теория удара. М.: Машгиз.-1952. -182с.

20. Бромберг Б.А., Филимонова Н. В. Производство изделий из песчаного бетона. // Бетон ижелезобетон. -1993 .-№10. -С7-8.

21. Бунин И.В. О критериях качества смеси. // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1988.-№10. -С.15-18.

22. Ваганов А.И. Керамзитобетон. Л.: Госстройиздат.-1954. -120с.

23. Васильев А.П., Мойков Н.Г., Мурашкин Г.В. и др. Колонны из бетона твердеющего под давлением// Бетон и железобетон.-1983.-№11 .-С.11-12.

24. Васильевский Ю.И. Влияние упругой прокладки на напряженное состояние свай при забивке. Труды координационных совещаний по гидротехнике, вып. 28, М.: Энергия. -1966. -С.264-267.

25. Васильевский Ю.И. Динамика погружения железобетонных свай.- В кн. Динамические расчеты, водно-транспортных сооружений. Труды координационных совещаний по гидротехнике, вып. 66,Л.: Энергия. -1971. -С. 47-51.

26. Васильевский Ю.И. Динамический расчет свай при забивке. // Изв.вузов. Строительство и архитектура. -1972. -№8.-С.22-27.

27. Васильевский Ю.И. Модельные исследования напряженного состояния свай при забивке. // Известия вузов. Строительство и архитектура.-1970. -№7.-С. 34-40.

28. Васильевский Ю.И. Продольный удар по полубесконечному стержню через упругую прокладку. Прикладная механика. Том 3, вып. 4, -Киев. -С.129-130.

29. Васильевский Ю.И., Шумлянский А.Ф. Динамика забивки свай.- В кн.: Морские порты. Труды ОИИМФ, вып. 5. -Одесса. -1972. -С. 185-194.

30. Волженский A.B., Гребеник Е.А., Михайлова С.Н. Песчаный бетон с пластифицирующими добавками // Бетон и железобетон.-1975.-№7.-С.28-29.

31. Волженский A.B., Попов JI.H. Высокопрочные мелкозернистые бетоны на песчаных портландцементах // Бетон и железобетон.-1969. -№2.-С. 14-15.

32. Волосян Л.Я. Тепло- и массообмен при термообработке бетонных и железобетонных изделий. -Минск: Наука и техника. -1973.-225 с.

33. Ганиев И.А. Устройство искуственных оснований и фундаментов. -М.: Стройиздат. -1991. -540с.

34. Гега H.A., Васильевский Ю.И., Петраковский А.И. Натурные исследования напряженного состояния сваи при забивке. В кн.: Морские порты. Научные труды ОИИМФ, вып. 5. -Одесса. -1972, -С.194-201.

35. Гениев Г.А. Метод определения динамических пределов прочности бетона. // Бетон и железобетон, -1998.-№ 1. С. 18-19.

36. Герсеванов Н.Г. Теория продольного удара с применением к определению сопротивления свай. Собрание сочинений, т. I .-М.: Стройвоениз-дат. -1948. -С.70-94.

37. Гинзбург Л.Я. О сохранности голов свай при забивке. -В сб.: Основания,фундаменты и подземные сооружения. Труды IV научно-технической конструкции молодых научных работников. М.: -НИИ оснований. -1968. -С.120-126.

38. Горчаков Г.И., Кашкин М.М., Скрамтаев Б.Г. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений. -М: Стройиздат. -1965. -195с.

39. Горюнов Б.Ф. Напряжения, возникающие в железобетонных сваях во время забивки. Труды ЦНИИМФ, вып. 5, M.-JL: Морской транспорт, -1951. -52 с.

40. ГОСТ 19804-91. Сваи железобетонные. Технические условия. -М: Стройиздат -1992. -68с.

41. Гуща Ю.П., Ларочева И.Ю. Коэффициенты призменной прочности обычного тяжелого и мелкозернистого бетона. // Бетон и железобетон. -1984, -№8, -С.37-38.

42. Деллос К.П. Керамзитобетон в мостостроении.-М.: Транспорт. -1976.-№9.-СЗ-4.

43. Дидух Б. И., Трифонов-Яковлев Д.А. О напряжениях в теле свай при ударе через упругую прокладку. // Основания, фундаменты и механика грунтов. -1970.-№3. -С4-6.

44. ЕНиР, сборник 12 «Свайные работы » М.: Стройиздат. -1988. -160с.

45. Иванов Ф.М., Крекшин В.Е. Морозостойкие бетоны на мелкозернистых песках // Строительство трубопроводов. -1979. -№11. -С. 24-26.

46. Кельнер А.Г. Исследование работы предварительно напряженных свай низких ростверков мостов и сооружений. Дисс. . канд. техн. наук -Омск. -1969. -250с.

47. Кожевников В.М. Расчет поперечных сечений при моделировании на ЭВМ действия кратковременной динамической нагрузки. // Бетон и железобетон. -1995.-№ 3.

48. Колимбас Д., Никитин JI.B. Определение отказа и несущей способности свай. // Основания, фундаменты и механика грунтов. -1999.-№2. -С.2-8.

49. Колосов Г.В. Об одном приложении теории функции комплексного переменного к плоской задаче математической теории упругости., -Юрьев, -1909.

50. Костин И.Х.и др. Критерии подобия при моделировании распространения волн напряжений в линейных вязкоупругих средах. // Известия вузов. Строительство. -1996.-№ 1.-С.32-34.

51. Кравцов Н.И., Ямлеев У.А., Кудряшова P.A., Кубашов Е.В. Опыт производства керамзитобетонных свай. Реф.сб. Передовой опыт в строительстве. Сер. Ш.-1978.-№2.-С.9-11.

52. Красный И.М., Воробьев Ю. А., Исследование некоторых технологических и прочностных характеристик товарного мелкозернистого бетона // Технология и свойства тяжелого бетона, -под ред. В.М. Медведева. -М.: Стройиздат. -1974.-С.105-116.

53. Кречмер В.В. Иследование прочности железобетонных свай при забивке. Труды научно-исследовательского сектора глубинных работ. -№10.-1932.-С. 35-55.

54. Кречмер В.В. Об основных принципах построения формул для динамического расчета сопротивления свай. -Научные основы индустриализации строительства. -1932. -№ 4-5. -С.32-41.

55. Кричке В.О. Система оперативного контроля несущей способности забивных свай. // Известия вузов. Строительство и архитектура.-1986. -№7.-С. 126-128.

56. Лагойда A.B., Королева O.E., Иванов Б.В., Назарова A.C. Применение воздухововлекающих добавок в сборном железобетоне // Бетон и железобетон. -1974. -№5. -С. 23-24.

57. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статической теории обработки наблюдений. М.: Физматгиз. -1962. -431 с.

58. Лурье А.И. Теория упругости., -М., -Наука., -1970. -908с.

59. Лычев A.C., Бестужева Л.М. Изменчивость прочностных свойств бетона.- В кн.: Надежность строительных элементов и систем: Материалы международной НТК СамГАСА. -Самара. -1997. -С.24-46.

60. Львович К. И. Повышение прочности песчаных бетонов введением воз-духововлекающей добавки. // Бетон и железобетон. -1993.-№10.-С.4-7.

61. Львович К.И. Выбор песка для песчаного бетона. // Бетон и железобетон. -1994.-№2. -С.12-15.

62. Львович К.И. Проектирование составов песчаных бетонов в зависимости от технологии их изготовления. // Бетон и железобетон. -1994.-№ 5.-С.11-14.

63. Максимов В.А. Экспериментальные исследования работы свай с центральным стержнем без поперечного армирования ствола в различных грунтовых условиях. Дис. канд. техн. наук. -Пермь. -1975. -270с.

64. Малинина Л.А. Тепловлажностная обработка тяжелого бетона -М.: Стройиздат.-1977.-158 с.

65. Малинина Л.А., Шумилина В.Ф. О расходах цемента в мелкозернистых бетонах на мелких песках // Бетон и железобетон. -1980.-№8.-С. 10-11.

66. Малышев Б.М. Измерение продолжительности удара, Вестник Московского университета. -1952. -№5. С. 3-12.

67. Малышев Б.М. Экспериментальное подтверждение теории Сен-Венана.- Механика твердого тела. -1967.-№5. -С. 174-180.

68. Манжосов В.К., Алимов О.Д., Еремьянц В.Э. Распространение волн деформаций в ударных системах. -Фрунзе, Илим. -1978. -196с.

69. Марчуков М. Н. Мелкозернистые бетоны, укладываемые методом "мокрого" торкретирования. // Бетон и железобетон. -1994.-№10.-С.24-26.

70. Мелкозернистый бетон на классифицированных песках» ТУ 65-158-76, НИИПромстрой. -Уфа. -1976.

71. Миронков Б.А., Стерин B.C. Мелкозернистый бетон в гражданском строительстве Санкт-Петербурга. // Бетон и железобетон. -1994.-№10.-С.16-21.

72. Михайлов Н.В. Песчаный бетон // Бетон и железобетон.-1958.-№3. -С.21-24

73. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости., -М:, Изд-во АНСССР,-1965. -629с.

74. НовожиловГ.Ф. Обеспечение бездефектного погружения сваи. // Бетон и железобетон. -1981.-№1.С. 38-39.

75. Оганесянц C.J1. и др. Производство и применение дорожных и других изделий из цементно-песчаного бетона. Новые строительные материалы. МД, НТП.-М.-1975.

76. Осипов А.Д. Мелкозернистые бетоны для гидротехнических сооружений. Исследование и применение мелкозернистых бетонов. НИИЖБ, В35.-М.-1976.

77. Основания, фундаменты и механика грунтов. // Тематический номер журнала. Свайное фундаментостроение -1995.-№3. -40с.

78. Прочность, структурные изменения и деформации бетона. Под ред. A.A. Гвоздева. М.: Стройиздат. -1978. 299 с.

79. Панасюк В.В., Саврук М.П., Дацишин А.П. Распределение напряжений около трещины в пластинах и оболочках. Киев: Наукова думка. -1976. -443с.

80. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. Издательство «Мир». М.: -1977. -110с.

81. Пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий, (к СНиП 3.09.01-85). М.: Стройиздат -1989. -64с.

82. Пособие по проектированию свайных фундаментов. -М.: Стройиздат -1989. -150с.

83. Программа «PILE» по расчету свай при ударном нагружении. Зарегистрировано в Российском агентстве по патентам и товарным знакам. Свидетельство №990892 от 9.12.99 / Авторы Манжосов В.К., Пьянков С.А.

84. Пьянков С.А. Испытания свай при ударном воздействии. В сб."Тезисы докладов XXX научно-технической конференции СФ" УлГТУ.-1996. -С.11.

85. Пьянков С.А. Новый тип раздвижных, наклонных свай. В сб."Молодая наука новому тысячелетию. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции" Часть II. Наб.Челны.КамПИ.-1996. -С.11-12.

86. Пьянков С.А. Применение мелкозернистого бетона в конструкциях свайных фундаментов. // Вестник УлГТУ серия "Машиностроение, строительство" № 2. -1998. С. 108-111.

87. Пьянков С.А. Эффективность применения свай из мелкозернистого бетона при ударном погружении. В сб. «Наука-производству конверсия сегодня» Тезисы докладов научно-практической конференции Ульяновск , ОАО "Большая Волга".-1997. -С.6.

88. Пьянков С.А., Букин В.А. Производство свай из песчаного и легкого бетона. В сб. « Тезисы XXXI научно-технической конференции строительного факультета». Ульяновск, УлГТУ. -1998.

89. Пьянков С.А., Дворников A.B. Производство свай из песчаного и легкого бетона. В сб. "Тезисы докладов XXX научно-технической конференции СФ" УлГТУ. -1996. -С. 12.

90. Пьянков С.А., Ключников O.B. Стенд для определения напряженно-деформированного состояния свай при ударе. В сб."Тезисы докладов XXIX научно-технической конференции преподавателей строительного факультета. Ульяновск УлГТУ. -1995. -С.22.

91. Пьянков С.А., Чавкин Ю.Н. Напряжено-деформированное состояние свай из мелкозернистого бетона В сб. « Тезисы XXXI научно-технической конференции строительного факультета». Ульяновск, Ул-ГТУ.-1998. -С.46.

92. Рахимов Р.З. Уточнение некоторых понятий в науке о композиционных материалах. / Работоспособность композиционных строительных материалов в условиях воздействия различных эксплуатационных факторов.: Сб. научных трудов. -Казань, ИСИ. -1982. -С4-7.

93. Рац Б.Р., Гандурин Д.А. Экономические конструкции свай и растворков для жилищного строительства.- В кн.: Сборник докладов и собщений по свайным фундаментам. М.: Стройиздат.-1968. -С. 291-299.

94. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в технологии бетона. -М.: НИИЖБ. -1982.

95. Руководство по применению химических добавок в бетоне. -М.: Строй-издат. -1980.-82с.

96. Савин Т.Н. Распределение напряжений около отверстий. -Киев, -Наукова думка., -1968.

97. Сапожников А.И. Устойчивость свай как систем с изменяемой по длине продольной силой // Известия вузов. Строительство.-1996.-№ 8. -С.118-121.

98. Сеницкий Ю.Э. Исследование упругого деформирования элементов конструкций при динамических воздействиях методом конечных интегральных преобразований. -Саратов: СГУ. -1985. -176с.

99. Сеницкий Ю.Э., Еленицкий Э.Я. К анализу модели упругого удара в динамике сооружений. // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1988.-№ 4.-С.39-43.

100. Сизов В.П. О влиянии заполнителей на расход цемента и прочность бетона. //Бетон и железобетон. -1998.-№ 3. -С.5-6.

101. Симонов М.З. Основы технологии легких бетонов. -М: Стройиздат. -1973. -583с.

102. СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты. Нормы проектирования. -М: Стройиздат -1986. -44с.

103. СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий. -М: Стройиздат. -1986. -92с.

104. СНиП 4.04-91 Сборник сметных цен на перевозку грузов для строительства, часть 1 Железнодорожные и автомобильные перевозки. -М: Стройиздат. -1992. -140с.

105. Совершенствование технологии производства строительных конструкций зданий комбината монолитного домостроения.: Отчет по НИР //Ульяновский политехнический институт; Руководитель Ямлеев У.А. № ГР 01920004683, Ульяновск. -1993. -76с.

106. Соломатов В.И., Тахиров М.К., Мд. Тахер Шах. Интенсивная технология бетонов. -М: Стройиздат. -1982. 261с.

107. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты. М.: Стройиздат. -1974.-246с.

108. Терцаги Карл Теория механики грунтов. -М.: Наука. -1961. -412с.

109. Тимошенко С.П., Дж. Гульдер. Теория упругости : Пер. с английского. -М. Наука.-1975.-576с.

110. Холмянский М.М., Коган Е.А. Определение твердости мелкозернистого бетона. //Бетон и железобетон. -1993.-№ 7. -С.13-14.

111. Чернышев Ф.Г. Напряжение в голове сваи при ударном погружении. // Основания , фундаменты и механика грунтов. -1971.-№1.-С.17-18.

112. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М: Наука. -1974. -640с.

113. Чистов Ю.Д. Концепция создания неавтоклавных бетонов на основе пылевидных песков. // Бетон и железобетон. -1993.-№10.-С.14-16.

114. Шадрин A.A. Исследование зернового состава песков для мелкозернистого бетона, в сб. Мелкозернистые бетоны. М.: -1972 -С.76-79.

115. Шафрай С.Д., Шафрай И.А. Модель хрупкого разрушения при ударе. // Известия вузов. Строительство. -1996.-№ 7. -С. 129-133.

116. Шварцзайд М.С., Краснова Г.В. Высокопрочные мелкозернистые цементные бетоны // Бетон и железобетон. -1956. -.№8. -С. 19-20.

117. Шейкин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. -М.: Стройиздат. -1974.-191с.

118. Шейнин A.M., Якобсон М.Я. Высокопрочные мелкозернистые бетоны с суперпластификатором С-3 для дорожного строительства. // Бетон и железобетон. -1993.-№10.-С. 8-11.

119. Школьников И.Е. Расчет динамических напряжений в свае при забивке. Дис. . канд. техн. наук. М.: -1977. -301 с.

120. Якушин В.А., Кубашов Е.В., Ямлеев У.А., Ляхов Ю.А. Керамзитобетон-ные сваи для промышленного и гражданского строительства. // Бетон и железобетон. -1981. -№5. -С8-10.

121. Ямлеев У.А., Анциферов Г.В. Технология производства легкобетонных конструкций. -М.: Стройиздат. -1985. -168с.

122. Ямлеев У.А., Кудряшова P.A., Якушин В.А. Применение керамзитобетона с пониженной объемной массой. // Бетон и железобетон. -1981. -№ 9.-С. 39-40.145

123. Ямлеев У.А., Лушина И.В. Наголовник для свай. Патент№2005850, РФ, Бюллетень изобретений. -1994.

124. Ямлеев У.А., Пьянков С.А. Патент по заявке № 99100195/03(000092) Разделяющаяся свая с концентраторами напряжения., -2000.

125. Ямлеев У.А., Пьянков С.А., Прудников В.П. Снижение материалоемкости свай. // Известия вузов. Строительство. -1995. -№1. -С.66-69.

126. Ямлеев У.А., Решетников Ю.А. Теоретические исследования структуро-образования бетона при тепловлажностной обработке. Известия вузов. Строительство. -№2. -1995. С.51-54.

127. Янбых Н.Н., Цветков B.C., Романов А.П. Бетоны на мелких песках // Транспортное строительство. -1985. -№7.С.28-29.

128. Fox E.n. Stress phenomena occurring in piledriwing. Engineering, 1932, N 3477.

129. Glanville W., Grime G., Fox E.,Davis W. An investigation of the stress in reinforced concrete piles during driving. Depat. Scint. Industr. Research, Building Station, Techn. Peper N 20,L., 1938.

130. Smith E.A. Impact and longitudinal wave transmission. Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, 1955, v. 77, N 6.

131. Smith E.A. Pile driving analysis ba the wave eqnation. Journal of the soil Mechanical and Foundation Division, 1960, v. 86, SM-4, Pt. I.1. А ВТОРСКП !! Iэкземпляр!1. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

132. РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО ПО ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (РОСПАТЕНТ)1. СВИДЕТЕЛЬСТВО

133. Об официальной регистрации программы для ЭВМ990892

134. Программа по расчету свай при ударном нагружении (PILE)1. Правообладател ь(ли):

135. Ульяновский государственный mexnuiecknd университет (RU)1. Лвтор(ы):

136. Шанфосов ^Владимир У\уЗъми1, Шълнков Сергей сАнатолъвви1 (!№)

137. Страна: Российская Федерацияпо заявке № 990657, дата поступления: 27 августа 1999 г.

138. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМг. Москва, 9 декабря 1999 г.1. У)mrJuLHyHhiii (jupmvtop,

139. ЯN6 2000 Форма Кй 0ШЗ,ПМ-9'8г

140. РОССИЙСКОЕ АГЕНТСТВО (}Т ¡1 СП « р.,

141. ПО ПАТЕНТАМ И.ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ " № * *1. С РОСПАТЕНТ)1. ФЭДЕРЛДЫШЁ ИНСТИТУТ11РОМЫИШНН0Й СОБСТВЕННОСТИ32027, Г.УЛМШВС»321858,Москва, Берйжтвекая наб. 30, корп. 1 Телефон 24060 15. 'Телекс 114К 1-й ПДЧ, Факс 243 33 37 уЛ.СеверПЬТЙ Венец, 32,

142. Ульяновский Государственный технический

143. Ня№ 0Т»Зь~1и00/16 <>т ОЙ ЛО. 99 университет, проректору Мишину В.А.

144. Наш Ла 991 ОСИ 95/03(000092)

145. При трепнею нраеши ссылаться ж номер заявки и Iсообщить Мту п&чучтт данти корреспонденции

146. РЕШЕНИЕ О ВЫДАЧЕ (12) 0 ПАТЕНТА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ О СВИДЕТЕЛЬСТВА НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

147. Заявка Ля 99100195/03(000092) (22) Дата поступления заявки 05,01/ 99

148. Дата начала отсчета срока действия патента (сваастсльства) 05.01. '99 (85) Дата перевода международной заявки на национальную фазу

149. ПРИОРИТЕТ УСТАНОВЛЕН ПО ДАТЕ Ш (22) поступления заявки 05.01. '99

150. О (23) поступления О дополнительных материмое от к более раннейзаявке Ка

151. Номер приоритетной заявки (32) Дата подачи приоритетной заявки (33) Кпд страны1. 2.86. Заявка Н&РСТ/ Заявка №1А

152. Номер публикации и дата публикации заявки РСТ

153. Заявитель(н) Ульяновский Государственный технический университет Ди

154. Автор(ы) Ямлеев У:А., Пьянков С,А., .Ш

155. Патентообладателей) Ульяновский Го^дарствсжный технический университет Диуказать код страны)

156. МПК 7 Е 02 Т> 5/30;, Е 02 О 5/44

157. Название Разделяющаяся свая с гшщетгграторами напряженнасм, ш мнхпт?/

158. МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

159. УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ432027, г.Ульяновск, Северный Венец, 321. На Nот1. СПРАВКА