автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Исследования фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта в основании дорожной конструкции

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

ПОДГОРНОВА Ника Николаевна

ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОНСОЛИДАЦИИ ВОД ОН АСЫ Щ ЕНВОГО ГЛИНИСТОГО ГРУНТА В ОСНОВАНИИ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ

05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

05.23.11 — Проектирование н строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов И транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

иозоввег1

Тюмень - 2007

003066621

Диссертация выполнена в Тюменском государственном архитектурно-строительном университете на кафедре «Проектирование автомобильных дорог»

Научные руководители'

кандидат технических наук, доцент БАЙ Владимир Федорович кандидат технических наук, доцент АГЕЙКИН Василий Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, академик АТ РФ, чл. корр. АН ВШ СМИРНОВ Александр Владимирович кандидат технических наук, профессор, академик АТ РФ ЮШКОВ Борис Семенович

Ведущая организация:

Дорожный Департамент Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

Защита состоится « 29 » октября 2007 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д - 212,272.01 при Тюменском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 625001, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного ар-хитектурно-строите льно го у ни вере итета.

Автореферат разослан « 28 » сентября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Проноэин Я. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования В настоящее время особую актуальность приобрели проблемы строительства новых и реконструкции существующих объектов транспортной инфраструктуры в районах распространения слабых водонасыщенных грунтов, что обусловлено особенностью современного развития нефте- и газодобывающих районов России При этом возникают не только технологические трудности, связанные с производством работ в особых условиях распространения слабых грунтов, но и повышенные требования к проектным решениям в этой области как на стадии конструирования, так и расчета

Автомобильные дороги определяют жизнеобеспечение городов и поселков, а также экономическое развитие региона в целом, кроме того, они не имеют дублирующих элементов, а их строительство и эксплуатация сопряжены со значительными затратами ресурсов В целом проблема является весьма многогранной и, в частности, связана с использованием в основании дорожных конструкций глинистых водонасыщенных грунтов, для которых свойственны рыхлость, малая плотность и способность разжижаться при нарушении структуры из-за содержания воды, развития пластических деформаций сдвига, многократного промер-зания-протаивания в процессе эксплуатации В связи с этим исследование несущей способности водонасыщенного глинистого грунта в основании дорожной конструкции в процессе фильтрационной консолидации является актуальной геотехнической проблемой, имеющей существенное практическое значение и определяющей, в значительной степени, эффективность капитальных вложений, надежность и нормальную эксплуатацию транспортных сооружений

Объект исследования - водонасыщенный глинистый грунт в основании дорожной конструкции

Предмет исследования - особенности напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации

Цель исследования - теоретическое и экспериментальное обоснование прогноза напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта в основании дорожной конструкции в процессе фильтрационной консолидации

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1 Модифицировать математическую модель фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта

2 Обосновать критерий классификации напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации

3 Оценить адекватность математической модели фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта экспериментальным данным

4 Разработать методику определения параметров модели, прогноза избыточного поро-вого давления и осадки основания дорожкой конструкции из водонасьпценного глинистого грунта

Методы исследования: экспериментальные и теоретические, включающие в себя методы математического моделирования и статистики

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем

- модифицирована математическая модель фильтрационной консолидации водонасьпценного глинистого грунта,

- предложена классификация напряженно-деформированного состояния водонасьпценного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации,

- получены результаты статистической обработки экспериментальных исследований процесса фильтрационной консолидации водонасьпценного глинистого грунта, в результате которой были определены параметры модели фильтрационной консолидации,

- разработана методика прогноза избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасьпценного глинистого грунта

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с использованием современных методов, а также сопоставлением с известными данными

Теоретическая значимость работы заключается в том, что в результате решения системы модифицированных дифференциальных уравнений сплошности и компрессии получена зависимость, которая описывает влияние, параметров полосовой равномерно распределенной нагрузки, фильтрационных свойств водонасьпценного глинистого грунта и его сжимаемости на кинетику избыточного порового давления и осадку

Практическая значимость работы состоит в выполненных расчетах напряженно-деформированного состояния водонасьпценного глинистого грунта Аналогичные расчеты могут быть использованы в практике проектирования, строительства, ремонта и реконструкции автомобильных дорог и других инженерных сооружений на слабом водонасыщенном глинистом грунте

Апробация работы Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 63-й научной конференции преподавателей, научных сотрудников и аспирантов СПбГАСУ «Геотехника актуальные теоретические и практические проблемы» в 2006 г, на семинарах и научных конференциях Тюменского государственного архитектурно строительного университета в 2005-2007 гг

Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять печатных работ и получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, в том числе три из них в изданиях по перечню ВАК

На защиту выносятся

- модифицированная математическая модель фильтрационной консолидации во-донасыщенного глинистого грунта и пример ее применения по прогнозу во времени избыточного порового давления и осадки в зависимости от интенсивности и ширины полосовой равномерно распределенной нагрузки,

- классификация напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта,

- результаты обработки экспериментальных исследований процесса фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта,

- методика определения параметров модели, прогноза избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений Объем диссертации - 153 страницы, из них 25 рисунков и 17 таблиц, список литературы из 135 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложена научная новизна, практическая ценность работы и основные положения, выносимые на защиту

В первой главе выполнен анализ опыта строительства и обзор методов оценки прочности и надежности дорожных конструкций в условиях строительства на слабом водонасы-щенном основании

Дорога представляет собой единый инженерный комплекс, все элементы которого работают в тесной взаимосвязи Земляное полотно должно служить надежным фундаментом дорожной одежды, обеспечивать ее прочность и долговечность независимо от местных геологических, климатических, гидрогеологических и других факторов При наличии слабых грунтов в основании сооружения надежность и долговечность дорожной одежды еще в большей степени, чем в обычных условиях, зависит от прочности и устойчивости земляного полотна Этой проблеме были посвящены работы И А Золотаря, ВД Казарновского, Н А Цытовича, А А Малышева, В А Давыдова, И Е Евгеньева, А А Цернанта и др

Многочисленные исследования Н А Цытовича, П Л Иванова, Б И Далматова, Ю К Зарецкого, 3 Г Тер-Мартиросяна, М Ю Абелева, А Л Гольдина, М В Малышева,

М Н Гольдштейна, Д Тейлора, Н Карилло, А А Бартоломея и других ученых посвящены расчетам развития осадок во времени В зависимости от использования вида уравнения состояния фунта, описывающего связь между напряжениями в скелете грунта и его деформациями, в механике грунтов существует две основные расчетные модели теории консолидации - фильтрационная теория консолидации и теория объемных сил

Фильтрационная теория консолидации была предложена основателем современной механики грунтов профессором К Терцаги и получила дальнейшее развитие в трудах Н М Герсеванова и В А Флорина, рассматривавших широкий круг вопросов, а также в работах Н Н Маслова, Н А Цытовича, и др В последние десятилетия для построения современной теории фильтрационной консолидации и ползучести грунтов большое значение имели труды Ю К Зарецкого, П Л Иванова, М Ю Абелева, Л В Горелика, 3 Г Тер-Мартиросяна, М В Малышева, А Л Гольдина, М Н Гольдштейна и других ученых

Теория объемных сил для линейно-деформируемого скелета была предложена В А Флориным и М Био Теория объемных сил представляет собой общий вариант по сравнению с теорией фильтрационной консолидации Для описания напряженного состояния в этой теории вводятся два инвариантных закона деформирования, а расчетная модель в своей основе отражает взаимодействие между фазами грунтовой системы Все это позволяет перейти к пространственным задачам без каких-либо дополнительных гипотез К этому направлению следует отнести работы Ю К Зарецкого, Н М Герсеванова, Д Е Полыпина, Л В Горелика Линейная наследственная теория ползучести особое развитие получила в трудах М Био, в его работах приводится основная система уравнений и некоторые частные решения

Значительный объем экспериментальных исследований по механике грунтов выполнен такими учеными как Л С Амарян, М Ю Абелев, А К Бугров, А В Голли, А А Каган, С Н Кураев, И А Пирогов, А Г Шашкин

Тем не менее, разработка модели грунта остается одним из важнейших аналитических вопросов При этом, как правило, все попытки сводятся к учету различного рода физических факторов уплотнению, разуплотнению, упрочнению, пластичности, ползучести, текучести и др, а модели грунта основаны на трех «телах» Ньютона, Гука и Сен-Венана Математические сложности, возникающие при учете рассматриваемых факторов, усугубляются еще и тем, что полученное решение относится к некоторой идеализированной схеме Поэтому объективность результатов расчетов определяется не столько точностью решения, сколько соответствием расчетной схемы реальным условиям консолидации грунтовой толщи

С практической точки зрения во многих случаях можно использовать методы расчетов, основанные на достаточно простых моделях поведения грунта под нагрузками для рас-

четов несущей способности, прочности, устойчивости и давления грунта на ограждение -теории предельного напряженного состояния грунта, для расчетов конечных напряжений и стабилизированных осадок - теории линейного (или нелинейного) деформирования грунта Таким образом, в настоящее время проектирование инженерных сооружений базируется на расчетах оснований по двум предельным состояниям - по несущей способности и по деформациям Вместе с тем современные представления, сформулированные в работах Б И Ку-лачкина, А И Радкевича, А С Платонова, Ю В Александровского, А Д Соколова, Д В Па-ранина, Ю К Зарецкого, В А Ильичева, Ж Косте, Г Санглера и др, свидетельствуют о том, что более предпочтительны модели, которые обеспечат результаты расчета по несущей способности, связанной с осадкой (деформацией) Кроме того, в работах В А Флорина, Ю К Зарецкого, Л С Амаряна, 3 Г Тер-Мартиросяна, В М Улицкого, А Г Шашкина, М В Малышева, A JI Гольдина, Л Н Рассказова убедительно показана важность объективного прогноза кинетики избыточных поровых давлений Сообразно с этим, в качестве рабочей гипотезы исследования было принято предположение о том, что между вероятностью деформаций сдвига и развитием избыточного порового давления имеется вполне существенная связь

На основании вышеизложенного сформулированы цель и задачи исследования

Во второй главе приведено описание теоретических основ расчета фильтрационной консолидации водонасьпценного глинистого грунта и численный анализ модели

Представив в известном уравнении компрессии

n(t,y,z) = n0-a0(t,y,z) a¿t,y,z) (1)

коэффициент сжимаемости переменной величиной, и полагая, что скорость его изменения пропорциональна пористости грунта

(2)

ot

где по, n(t,y,z) - начальное и текущее значения пористости грунта соответственно, a<¡(t,y,z) -коэффициент сжимаемости, <r¡(t,y,z) - эффективные напряжения в скелете грунта, к - коэффициент пропорциональности, получим модифицированное уравнение компрессии

n¡(_t,y,z) = -0,5k (<j(y,z)-u„Q,y,z)) n(t,y,z), (3)

где а(у, z) - напряжения, необходимые для определения начального градиента фильтрации, которое разделяется на эффективное напряжение в скелете грунта a-¡(t,y,z) и избыточное поровое давление в воде uw(t,y,z), аналогично принципу Терцаги

o-(y^) = <T,(t,y,z) + uw(t,y,z) (4)

Скорость фильтрации воды в элементарном объеме грунта о(1,у, г), используя закон Дареи и понятие «действующий напор», в диссертации представлена в виде

о(,,у^) = кгиЛС/У>2) (5)

где к{ - коэффициент фильтрации, уи - удельный вес воды, Цу,г) - путь фильтрации воды

вследствие избыточного порового давления

Подставляя полученное выражение скорости фильтрации (5) и учитывая уравнение (3), запишем известное уравнение сплошности в следующем виде

"ш(*,У>2) = к1 (о-(у,г)-и„(1,у,г)) п(!,у,г)-к2и„(1,у,г), (6)

где к, = к, (у, г) = - , к2 - кг (у, г) =-—^-, к« - модуль объемного сжатия

Я(у,г) И(у,г) у„Цу, г)

поровой воды, п (у,г) — среднее значение пористости грунта Система дифференциальных уравнений (3) и (б)

п,,Ц,у,2) = -Ъ£к (сг(у,2)-и„(1,у,г)) пЦ.у.г) «I,= К (ст(у,г)-иЛ,у,г)) у,г)~кгии(/,у,г) с соответствующими начальными условиями

представляет собой модифицированную математическую модель фильтрационной консолидации в полуплоскости

Система дифференциальных уравнений (7), в результате усреднения по времени одного из факторов, определяющих зависимости величин п((,у,г) — Я (у, г) и = И„(у,г) сводится к системе линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами

к'(Г, г) = -0,5* (<т(у,г)-и„(1,у,2)) Я(у,г)

\г»;, (г, у, 2) = {а{у, г) - а„(>% г» у, ъ) - к2и^ ,у,г)

Система (9) решается путем сведения к одному уравнению второго порядка с постоянными коэффициентами

п"А*,у,2) + к2г*,Ц,у,г)-0 у п«,у>г) = к2а,

где а = -0,5* и О, г) ет(у,г), /3 = 0,5* Я (у, г), у = к, (а(у,г)-а„(у,г))

Таким образом, решение системы в зависимости от знака дискриминанта характеристического уравнения

В{у,г)={- к/к\ 1 -К к2 (а(у,г)-й„(у,г)) (10)

имеет вид для определения избыточного порового давления Ъ > 0, и„ (() = А,+ +

■ О = 0, и„( 0 = Л2 + (82 + С2ф1"' (11)

£> < 0, и„ (0 = АЪ + (В^СозС^О + С^т^фе1"',

где Я;„ Яз„ Л), Вь С„ ('(=/ 3) - параметры модели, которые зависят от координат (табл 1)

Таблица 1

Параметры модели для определения избыточного порового давления

При о>о 2 { К Д**) П(у,г) ) 2 Ь(у,г) п{у,г) ) в "о к/к~ 1 Л,,-*,, п(у,т)к 0,5(А.П - Л2]) у„ Ну, г) п(у,г) 0а5к„к2(сг(.у,2)-и„(ууг))(^ - Л,,)' с _<г(У,г)Лг, < п„ Л.^21 , к;к» &(у> 1 А,,-Л,, п{у,г)к Ода,,-^,) Гщ Цу.г) И(у,г)

При 0=0 -Аг=а{у,2), г2=-оС,г), 2 ¿(^г) «0>,г) С - ^у -И кгК <г(У>г)& 2 п(у,г)к 0,5 г„ ¿0,2) «(у,г) О^М^о-О^-гау,*))

При о<о 2 Дхг) п(у,г) ^ 2 с_ сгС.г)/!,, и0 + 4, кгК <т{у,2) (Л2з+4) 3 Аа и(>,2)4 0,51я у, ДЛг) Я0>,г) 0Д5А„А:2 г) - й„ (у, г))Я23

Характер решения для определения пористости аналогичен уравнениям (11), кроме того, основной особенностью решения, как и прежде, является наличие констант в решении, которые зависят от параметров, характерных для явления фильтрационной консолидации Связь между параметрами для пористости Л,, В,, С,, и параметрами для избыточного порового давления А/, Вь С) определяется следующими выражениями

„ „ . 7 ~Ак/_ „ Б А

ри ' 1 ~ 0,5кг„Ку^ХА, -в.(у,*))' 1 о,5Ая(у,х)' 1 0,5Ап(;у,2)

г7„„п_л 7__"Л*/_ д _ +С2 ^гЛг пг.

При И- О, 0^ЦуЖАг_аЛу12))< 2 ~ 0,5кя(у, г)' 4 ~ 0,5кя(у,г)

Пгт О < О 7 =_~Лък/ „ = Лз#з с _

' 3 0,5кГ„Цу,г)(Аг-ЯК(у,г)У 3 0,5Ай(.у,2) ' 3 0,5кИ(у,г)

Полученная модифицированная модель фильтрационной консолидации позволяет прогнозировать кинетику избыточного норового давления вследствие фильтрации, определять изменение пористости грунта и как следствие осадку в процессе фильтрационной консолидации в произвольной точке в любой момент времени

Важным следствием полученного решения является возможность наряду с прогнозом осадки оценить несущую способность водонасыщенного грунта в основании дорожной конструкции, а также классифицировать напряженно-деформированное состояние водонасыщенного грунта в процессе фильтрационной консолидации в зависимости от знака дискриминанта полученного решения При этом первая составляющая уравнения (10) характеризует фильтрационные свойства и механизм фильтрации поровой воды в грунтовом массиве, а вторая - его сжимаемость Характер изменения дискриминанта свидетельствует о том, что при отрицательном значении рассеивание порового давления протекает, прежде всего, за счет разуплотнения грунта (увеличения пористости) с возможным развитием деформаций сдвига При положительном значении дискриминанта поровое давление рассеивается преимущественно в результате фильтрации При дискриминанте равном нулю изменение избыточного порового давления обусловлено сочетанием процессов фильтрации и разуплотнения грунта, этот вид относится к границе раздела двух предыдущих и определяет область вероятных деформаций сдвига

Результаты численного эксперимента в графической интерпретации представлены на рис 1 и характеризуют влияние свойств грунта на изменение дискриминанта, определяющего напряженно-деформированное состояние водонасыщенного глинистого грунта На графиках представлены два варианта в зависимости от начальной пористости, при щ=50% -I вариант, при по=5% - II вариант На основании результатов, полученных при проведении численного эксперимента, был установлен характер изменения избыточного порового давления и пористости, по формулам (табл 1) определены параметры модели и построены теоретические кривые избыточных поровых давлений и пористости (рис 2)

-0,4

0,0003 0,0005 0,0007 0,0009 0,0011 Отношение коэффициента фильтрации «средней пористости

0,3 0,6 0,9 1,2 Длина пути фильтрации, м

0,3 О

-0,3 -0,6

О 150 300 450 600 Разность давлений с~и Ср, Па

0,00002 0.00004 0,00006 0,00008 Коэффициент пропорциональности к

Рис

6000

п

С

I 3000

о

О 40 80

/, сутки

0

О 30 60 90 (,сутки

—•— 1 вариант п0 = 50% -*—П вариант П0 = 5%

1. Зависимость дискриминанта: а) от отношения коэффициента фильтрации к средней пористости; б) от коэффициента пропорциональности между скоростью изменения коэффициента сжимаемости и пористостью грунта; в) от длины пути фильтрации; г) ог разности давлений

б)

—Б>0 -"-ЕМ) -*-Р<0 Рис. 2. Теоретические кривые при п0 = 50% : а) избыточного порового лдвления; б) пористости

В процессе анализа параметров модели были установлены контрольные соотношения, с помощью которых можно проверять процесс определения параметров (табл 2)

Таблица 2

Контрольные соотношения между параметрами модели

При Б>0 2 2 2 п сЛЛп - я21) - лл21

"р 7 1 "11 21

При 0=0 А* ~ Аг II с2 + ал12 Л\2

При Ю<0 Я, = п _ щ> 12 , 12 /Цз + А,3

Полученное теоретическое решение и численный анализ модели позволяют произвести расчет осадки основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта, загруженного полосовой равномерно распределенной нагрузкой, соответствующей весу насыпи и весу автомобиля (рис За)

Учитывая, что в упругой пористой среде любое приращение напряжений в скелете грунта мгновенно вызывает приращение деформаций, можно перейти от изменения пористости к осадке элементарного слоя и выразить осадку уплотняемой толщи грунта мощностью А в виде (рис 36)

л

3(0= ¡(п0-п(1„у,г)У1г, (13)

о

где щ, п(1„ у,г) - начальное и текущее значение пористости

В условиях распространения многолетнемерзлых грунтов большая часть осадок дорожной конструкции связана с формированием деятельного слоя в весенне-осенний период Протаивание деятельного слоя происходит сверху и продолжается в течение всего теплового периода года, пока не установится динамическое равновесие между потоками тепла сверху от атмосферы и потоками холода снизу от многолетнемерзлых грунтов Поэтому для определения осадки деятельный слой целесообразно разбить на элементарные слои однородного грунта мощностью Аг, которые формируются по мере протаивания за промежуток времени А! Тогда общую осадку можно рассчитать по формуле (рис Зв)

т

5(т Д0 = ]Г.5,((т + 1-!) ДО, (14)

(=1

А

где £,((« +1 — г) ДО = |(и0 -п((»г + 1-г) ДО) - формула для расчета осадки элементарного

о

слоя мощностью М, А1 - промежуток времени, за который происходит протаивание слоя мощностью Л7., т - количество слоев

а)

б)

шт

л

Ы1''<1>1- <л/ <ы 1 т • >л1 '»>' •>»• •>>>• ча'-«■

* * * *

кг/и» ш/Пср. к

' * * * *

У

, (У,2) Цу,г) .с

ъ

в)

1

Ь=(т-2>А

ц^п^ь)_,

Рис 3 Расчетная схема определения осадки основания дорожной конструкции а) поперечное сечение дорожной конструкции, б) определение осадки слоя мощностью Ь, в) определение осадки деятельного слоя

Полученные зависимости (11), (13), (14) соответствуют теоретическим представлениям о механизме процесса фильтрационной консолидации и раскрывают влияние фильтрационных свойств грунта и его сжимаемости на кинетику избыточных поровых давлений и осадку деятельного слоя водонасыщенного глинистого грунта Не менее важно, что модель включает в себя не только возможность прогноза осадки дорожной конструкции, но и позволяет оценить несущую способность грунта

Также необходимо отметить, что описанное решение позволило уйти от краевой задачи к уравнению с начальными условиями Что же касается граничных условий, то они могут быть установлены при задании параметров п(0,у ^ ), и„ (0,у ? ) и Ь(у,г)

В третьей главе изложены методика и результаты обработки экспериментальных исследований процесса фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта.

Экспериментальные исследования проводились с целью проверки гипотез, выдвинутых в теоретических исследованиях, и были направлены па решение следующих задач:

- определение параметров математической модели фильтрационной консолидации водонасьтщенншо глинистого грунта;

- оценка адекватности матемагической модели фильтрационной консолидации водонасыщеиного глинистого грунта экспериментальным данным;

- разработка методики протеза процесса фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта

Экспериментальные исследования были проведены на грун товых моделях с размерами в плане ] 250x1250мм и высотой 1250льи. В качестве грунтового основания был использован в о до насыщенный суглинок. Испытуемый грунт по своей природе относится к классу дисперсных грунтов, а но классификационным показателям - к во до насыщенным мягкоп ластичным пылеватым суглинкам. В процессе экспериментальных исследований варьировалась величина равномерно распределенной полосовой нагрузки (4,6.Л9,2кПа), ширина штампа (0,2, 0,5.«). период консолидации (45 .210 суток), наличие или отсутствие вертикального армирования.

В ходе эксперимента замерялись общие напряжения, избыточные норовые давления и осадка загружающей пластины, имитирующая дорожную конструкцию.

В результате первичной обработки, которая проводилась на основании опыта полученного при проведении чисаенног-о анализа модели, Оьтш определены экспериментальные данные для параметров моде;ш (1 i)- При этом процесс определения параметров модели

проверялся с помощь (о контрольных соотношений (табл.2). Па рис. 4 проиллюстрирована

зависимость параметра А от обратной величины длины пути фильтрации.

Полученные экспериментальные данные обрабатывались статистическими методами с использованием корреляционного и peíресеиииного анализа.

у = -0,22х R1 = 0,88

& С

Обратная величина длины пути филырацни

Рис. 4. Зависимость параметра Xi * от обратной величины длины пути фильтрации

В качестве функции отклика рассматривались параметры, которые характеризуют фильтрационные свойства и механизм фильтрации грунтового массива, а также его сжимаемость

Для эффективного и корректного использования экспериментальных данных при построении эмпирических зависимостей была выполнена предварительная обработка результатов наблюдений В результате этой процедуры были отсеяны грубые погрешности и проведена проверка соответствия распределения результатов измерений закону нормального распределения Вследствие статистической обработки результатов экспериментальных исследований (на основании проверки гипотезы о принадлежности одной генеральной совокупности различных выборок) было определено, что модель позволяет отслеживать влияние армирования и приложенной равномерно распределенной нагрузки на процесс консолидации При этом было также установлено, что от наличия армирования зависят параметры к и А

Далее решался вопрос выбора факторов, набор которых должен был обеспечить переход от экспериментальных данных отдельных точек к полуплоскости при высоком качестве уравнений регрессии В качестве независимых факторов были приняты znp=z/b- приведенная глубина расположения датчиков, у„р - у/Ь — приведенная координата у расположения датчиков, Ь - ширина штампа, р - равномерно распределенная нагрузка, © - сумма нормальных напряжений как интегральная характеристика координат рассматриваемой точки и приложенной нагрузки Для анализа качества и проверки адекватности уравнений регрессии эмпирическим данным использовался коэффициент детерминации R2, остаточная дисперсия $1ст и критерий Фишера F, статистическая значимость коэффициентов определялась с помощью t-статистики и F-статистики Степень достоверности экспериментальных исследований составила 95% Расчеты коэффициентов регрессии и статистических показателей проводились в программе Excel с помощью функции ЛИНЕЙН, которая рассчитывает статистику для ряда с применением метода наименьших квадратов, чтобы вычислить прямую линию, которая наилучшим образом аппроксимирует имеющиеся данные Функция возвращает массив, который описывает полученную прямую и дополнительную регрессионную статистику

В результате статистической обработки получены уравнения регрессии для параметра

к,

f

п

к

^ = -9,58 10"4 ¿ + 4,2 Ю-6 р + 0,001

(15)

п

и параметра к,

'W

м„ - 28,313 6-0,242 р + 5,595

(16)

Коэффициенты уравнений регрессии статистически значимы по критерию Стьюдента, а критерий Фишера показывает, что полученные уравнения регрессии предсказывают результаты опытов лучше среднего (табл 3)

Таблица 3

Статистические показатели уравнений регрессии

Параметр Коэффициент детерминации Остаточная дисперсия Критерий Фишера

ъ. п 0,9 2,76 10"' 9,38

й "к» 0,65 14,4 2,76

Результаты статистической обработки для параметров , к и А свидетельствуют о

п

том, что качество предсказания по построенным уравнениям регрессии ниже среднего, поэтому при расчетах необходимо выбирать среднее значение параметров = -0,0341, для

п

расчета оснований без армирования - к = 2,44 10"5, А -14,58, для расчета оснований с армированием- к = 1,942 10~5, А = 16,63

На основании полученных данных, были рассчитаны теоретические значения параметров модели, а затем избыточное поровое давление и осадка После этого было проведено сопоставление экспериментальных данных и данных, полученных с использованием комплекса Р1ах1Э 8 2 по модели Мора-Кулона и модели ползучести слабого грунта, и по модифицированной модели фильтрационной консолидации На рис 5 приведен пример для одной исследованной точки грунтовой модели Для более наглядного представления механизма развития деформаций графики консолидации изображены в полулогарифмических координатах (рис 5в)

Графическая интерпретация полученных результатов свидетельствует о более точном описании механизма фильтрационной консолидации предлагаемой моделью кинетики избыточных поровых давлений и как следствие осадки (рис 5) Для обеспечения плавности завершения процесса консолидации грунта в моделях Мора-Кулона и ползучести слабого грунта, как правило, используют экспоненциальную зависимость для компрессионной кривой и изменчивости водопроницаемости Однако даже численная реализация этого подхода имеет вполне определенные трудности в применении В предлагаемой модели использование приведенных характеристик проницаемости (~) и пористости (^г) решает вопрос плавности

п п

завершения процесса консолидации и при этом уравнение имеет аналитическое решение

а)

б)

к)

Рис. 5. Напряженно-деформированное состояние вод о насыщенного глинистого [рунта в процессе консолидации, равномерно распределенная нагрузка 19,2 кПа: а) изменение избыточного пороного давления во времени; б) развитие осадки во времени в) развитие осадки во времени в полулогарифмической системе координат

/, сутки

/,сутки

ш

экспериментальные данные —*— модель консолидация ркхв (модель ползучести) —•— рЬхв (модель мора-кулона)

В заключении отметим, что модифицированная модель фильтрационной консолидации позволяет прогнозировать изменение избыточного норового давления и осадку в процессе фильтрационной консолидации, а также определить область развития пластических деформаций сдвига Кроме того, она может быть использована при расчетах процесса консолидации с использованием программного комплекса Р1азаэ для оперативного и точного определения эффективных параметров для недренированного грунта

В четвертой главе изложена методика определения вида аналитической зависимости избыточного порового давления от времени и ее параметров, методика прогноза кинетики избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасы-щенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации

Для определения аналитического вида зависимости и ее параметров разработано программное обеспечение, основанное на подходах восстановления показателей экспонент сигнала, являющегося суммой решений однородного дифференциального уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами Для определения показателей экспонент, что аналогично определению корней характеристического уравнения, по известным экспериментальным данным, возможны три варианта обработки, так как решение однородного дифференциального уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами зависит от вида корней характеристического уравнения корни действительные и разные, корни действительные и кратные, корни комплексные

На первом этапе рассмотрен вариант разных действительных корней, когда сигнал имеет две составляющие

где у = и„(1) - экспериментальные данные избыточного порового давления

После интегрирования дифференциального уравнения в операторном виде на заданном интервале изменения времени, получили

На основе метода наименьших квадратов (МНК) была получена система линейных уравнений относительно показателей экспонент для заданных значений у(1,), г = 0,1, После введения следующих обозначений

у^В^1 н-С,^1'

(17)

(18)

¿¡у, =Ж)-Х'о). ^ = &„ =£—^-, &„ =

'о Я"

выражение (18) было записано в следующей форме

Л,&„ +Я217( = <§>,, 1 = 1, ,ЛГ

и

_вАгЛ

Ли

(19)

(20)

После аналогичных выкладок для другого порядка следования экспонент с точностью до симметрии обозначений получили систему уравнений, где коэффициенты уравнения определяются показателями экспонент

С,&2| =&?„ > = 1, (21)

В результате решения систем линейных уравнений МНК, используя метод итерации, получили выражения для экспонент на к+1 шаге

=

1 I ¿(&<"„)2 1 1

I 1 1 1

1 1 I 1

1 N 1 1 N !

(22)

где начальное приближение для Яти можно задать следующим образом

(23)

Остановка процесса итерации прекращалась при достижении заданной точности на неизменность полученных значений показателей экспонент

Используя найденные значения показателей экспонент МНК, определили амплитуды экспонент

В, =

1 1

¿в"-'

N N

N Н

Е

С,

1 !

1

»

N

(24)

Если характеристическое уравнение имеет два одинаковых корня, то общее решение имеет следующий вид

у = (В2+СгПе^, (25)

где у = «„,(?) - экспериментальные данные избыточного порового давления

Выражение для определения показателя экспоненты записывается аналогично уравнению (22)

, (М) _ ■Ь2

£(&<*>,)2 1 1

I 1

±Л

1 1

Затем получим величины амплитуд с помощью МНК на основании следующих выра-

жении

В,

l>v' N N

i i с — 1 1 1 i

N N > 2 N N

N 1 ±,у 1 1 1 1 \

(27)

В случае комплексных корней, когда сигнал имеет экспоненциальную составляющую и решение имеет следующий вид

у = cosOi^ i) + С3 sin(X,3 t)), (28)

где у = uw(f) — экспериментальные данные избыточного порового давления,

был использован подход, связанный с выделением максимумов осцилляции с последующей их обработкой на численное определение частоты Хгз Далее по обычной итерационной методике находим Xis и соответствующие амплитуды

Также был реализован вариант совместного поиска всех неизвестных параметров сигнала с помощью случайного поиска, который не связан с условиями сходимости итерационного процесса и усредняет влияние случайной ошибки Для этого генератором случайных чисел задавалось множество многомерных случайных точек, покрывающих заданный район значения неизвестных параметров, потом из них выбирался наилучший по степени согласия с экспериментальными данными

Все вышеизложенные подходы реализованы в виде приложения, выполненного в системе программирования Delphi Программный продукт позволяет проводить определение неизвестных параметров как в автоматическом режиме, так и в интерактивном - в случае прямого перебора в заданном интервале Кроме того, в автоматическом режиме счета предусмотрен вариант, позволяющий по части данных (необязательно начинающихся с нуля времени отсчета) рассчитать все неизвестные, описывающие исходный сигнал Для каждого ви-

да предполагаемой аналитической зависимости исходного сигнала реализован отдельный вариант обработки (рис. 6).

На основе полученных результатов была разработана методика прогноза избыточног о норового давления и осадки основания дорожной консгрукции из во до насыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации, которая вюоочает в себя четыре этапа.

На 1 этапе определяется вид напряженно-деформированного состояния водойасы-щенного глинистого грунта и параметры модифицированной модели процесса фильтрационной консолидации с помощью программного обеспечения на основании экспериментальных данных для каждой точки плоскости (рис. 6).

Рис. 6. Пример обработки экспериментальных данных избыточного норового давления

На II этапе осуществляется переход к плоской задаче оценки нагс ряжен но -деформированного состояния водонасыщенного глинистого 1рунта в процессе филырадионной консолидации с использованием уравнений регрессии (рис, 7).

На III этапе определяется изменение пористости водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации на заданном промежутке времени, при этом полученное решение для пористости, для уменьшения погрешности, уточняем методом итераций (рис. Я).

Рис. 7. Определение параметров для оценки плоского напряженно-деформированною состояния водонасыщешюго глинистого грунта

Исходные дпимио

Вычисление пористости

~ b'fbö iífíí

5.04 i

7.04

10.00

J2U»

иЫ--J

-0,0134423Ü237ZE -0,0125079254607 -0.Üll032'.ffl/72q

-□..oí 115азвдг?гУ

' -а..О1ОЬ5СЭ4Ь0б7б 0.01ССП4СЭ1Э7Г

-о.анкмгэивзд; с,осзо700?егзс ооо8б?й*эеэее

J3.30B,TÔb?47Ç?41

мшимв

[Г^ ли т i

С(»М»ЫГЬ KlAi С рАС*ГГ<ЗГ

ЕШЗ

•••¡i'/ '

0.1 ïfi 0.3 0.4

■ 'Í I'H/ X£?7G68

iv 2 втзгыёэтг дспвзгчеттзит! i-0Jtrtl15S3SE2«É¡

C.O '«f.'fS.

~ ../О.^ЛЖМ;

aaKMiiriiiää

Рис. 8. Прогноз изменения пористости колон ас ы! пенного пшние юго грунта и процессе фильтрационной консолидации

Ha ¡V чтапе определятся осадка основания из водо насыщенного глинистого грунта Мощностью h на заданном промежутке времени, в процессе фильтрационной консолидации (рис. 9).

Рис. 9 Определение осадки водо насыщен но го глинистого грунта я процессе филырационной консолидации.

Все этапы определения изменения избыточного пороного давления и осадки основания дорожной конструкции из ыодон ас виденного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации реализованы и виде приложения выполненного в системе программирования Delphi. Полученный программный продукт позволяет проводить оценку напряженно-деформированного состояния водо насыщенного глинистого фунта и основании дорожной конструкции на основании экспериментальных данных при действии равномерно распределенной нагрузкир за время t

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате решения системы модифицированных дифференциальных уравнений сплошноСТИ и компрессии получена зависимость, которая описывает влияние фильтрационных свойств грунта и его сжимаемости на кинетику избыточного норового давления н осадку водонасьппенного глинистого грунта.

2. Предложен критерий классификации напряжен но-деформированного состояния водона-сьпценного глинистого i-рунта и выделено три расчетных состояния. 1) первом случае избыточное норовое давление рассеивается в результате фильтрации. Во втором случае рас-

сеивание избыточного порового давления протекает за счет разуплотнения грунта (увеличения пористости) с возможным развитием деформаций сдвига В третьем случае изменение избыточного порового давления обусловлено сочетанием процессов фильтрации и разуплотнения грунта

3 На основании экспериментальных данных и теоретических исследований, разработана методика и ее программное обеспечение для определения параметров модели, прогноза кинетики избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации

4 При статистической обработке результатов экспериментальных исследований было установлено, что предлагаемая модель адекватно описывает процесс фильтрационной консолидации (степень достоверности экспериментальных исследований составила 95%) Модель позволяет учесть влияние параметров приложенной равномерно распределенной нагрузки на кинетику избыточного порового давления и развитие осадки Она может быть использована для расчета основания дорожной конструкции, в том числе с дополнительными конструктивными элементами

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1 Подгорнова H H Исследования фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта в основании дорожной конструкции/ Тгомен гос архит -строит ун-т - Тюмень, 2007 - 22с, Ил, Библиогр 7 назв - Рус - Деп В ВИНИТИ 23 07 07 № 755 -В2007

2 Агейкин В H, Бай В Ф , Подгорнова H H Несущая способность водонасыщенных глинистых грунтов в основании дорожной конструкции/ Тюмен гос архит -строит ун-т - Тюмень, 2007 - Юс, Ил, Библиогр 7 назв - Рус - Деп В ВИНИТИ 30 03 07 № 338 -В2007

3 Агейкин В H, Воронцов В В , Подгорнова H H Прогноз избыточных поровых давлений в переувлажненных грунтах //Межвузовский тематический сборник трудов «Геотехника Актуальные теоретические и практические проблемы» - Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 2006 - с 79-83

4 Агейкин В H, Подгорнова H H Прогноз избыточных поровых давлений в переувлажненных глинистых грунтах // Сборник научных трудов ТюмГАСУ - Тюмень ИПЦ «Экспресс», 2006 -с 8-12

5 Агейкин В H, Подгорнова H H Математическая модель консолидации элементарного объема грунта в произвольной точке полуплоскости //Сборник материалов НПК «Энергосберегающие технологии, оборудование и материалы при строительстве объектов в Западной Сибири» -Тюмень ИПЦ «Экспресс», 2005 -с 5-10

6 Агейкин В H , Гербер А Д, Подгорнова H H Определение аналитической зависимости и параметров модели фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта по экспериментальным данным //Официальный бюллетень Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам «Программы для ЭВМ Базы данных Топологии интегральных микросхем» № 2(59) - Москва, ФГУ ФИПС 2007 г -с 281

Подписано в печать 25 09 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага типа №1 Уел печл1,5 Тираж 100 экз Заказ №154 625001, г Тюмень, ул Луначарского, 2 Тюменский государственный архитектурно-строительный университет, редакционно-издательский отдел

Введение.

1. Анализ современного конструктивно-технологического комплекса строительства инженерных сооружений на слабых грунтах

1.1. Опыт строительства дорожных конструкций на участках распространения слабых грунтов.

1.2. Современные методы оценки прочности и надежности инженерных сооружений при использовании слабых грунтов в качестве оснований.

1.3. Теоретические предпосылки, цель и задачи исследования.

2. Теоретические основы исследований напряженно-деформированного состояния грунта в основании инженерных сооружений.

2.1. Математическая модель фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта.

2.2. Численный анализ модели и классификация напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации.

Выводы по главе.

3. Экспериментальные исследования процесса фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта.

3.1. Методика экспериментальных исследований.

3.2. Экспериментальная проверка рабочей гипотезы исследований.

3.3. Исследование процесса фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта.

Выводы по главе.

Актуальность темы исследования. В настоящее время особую актуальность приобрели проблемы строительства новых и реконструкции существующих объектов транспортной инфраструктуры в районах распространения слабых водонасыщенных грунтов, что обусловлено особенностью современного развития нефте- и газодобывающих районов России. При этом возникают не только технологические трудности, связанные с производством работ в особых условиях распространения слабых грунтов, по и повышенные требования к проектным решениям в этой области как на стадии конструирования, так и расчета.

Автомобильные дороги определяют жизнеобеспечение городов и поселков, а также экономическое развитие региона в целом; кроме того, они не имеют дублирующих элементов, а их строительство и эксплуатация сопряжены со значительными затратами ресурсов. В целом проблема является весьма многогранной и, в частности, связана с использованием в основании дорожных конструкций глинистых водонасыщенных грунтов, для которых свойственны рыхлость, малая плотность и способность разжижаться при нарушении структуры из-за содержания воды, развития пластических деформаций сдвига, многократного промерзания-протаивания в процессе эксплуатации. В связи с этим исследование несущей способности водонасыщенного глинистого грунта в основании дорожной конструкции в процессе фильтрационной консолидации является актуальной геотехнической проблемой, имеющей существенное практическое значение и определяющей, в значительной степени, эффективность капитальных вложений, надёжность и нормальную эксплуатацию транспортных сооружений.

Объект исследования - водонасыщенный глинистый грунт в основании дорожной конструкции.

Предмет исследования - особенности напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации.

Цель исследования - теоретическое и экспериментальное обоснование прогноза напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта в основании дорожной конструкции в процессе фильтрационной консолидации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Модифицировать математическую модель фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта.

2. Обосновать критерий классификации напряженно-деформированпого состояния водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации.

3. Оценить адекватность математической модели фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта экспериментальным данным.

4. Разработать методику определения параметров модели, прогноза избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта.

Методы исследования: экспериментальные и теоретические, включающие в себя методы математического моделирования и статистики. Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

- модифицирована математическая модель фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта;

- предложена классификация напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации;

- получены результаты статистической обработки экспериментальных исследований процесса фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта, в результате которой были определены параметры модели фильтрационной консолидации;

- разработана методика прогноза избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с использованием современных методов, а также сопоставлением с известными данными.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что в результате решения системы модифицированных дифференциальных уравнений сплошности и компрессии получена зависимость, которая описывает влияние, параметров полосовой равномерно распределенной нагрузки, фильтрационных свойств водонасыщенного глинистого грунта и его сжимаемости на кинетику избыточного порового давления и осадку.

Практическая значимость работы состоит в выполненных расчетах напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта. Аналогичные расчеты могут быть использованы в практике проектирования, строительства, ремонта и реконструкции автомобильных дорог и других инженерных сооружений на слабом водонасыщенном глинистом грунте.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 63-й научной конференции преподавателей, научных сотрудников и аспирантов СПбГАСУ «Геотехника: актуальные теоретические и практические проблемы» в 2006 г., на семинарах и научных конференциях Тюменского государственного архитектурно строительного университета в 2005-2007 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять печатных работ и получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, в том числе три из них в изданиях по перечню ВАК.

На защиту выносятся:

- модифицированная математическая модель фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта и пример ее применения по прогнозу во времени избыточного порового давления и осадки в зависимости от интенсивности и ширины полосовой равномерно распределенной нагрузки;

- классификация напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта;

- результаты обработки экспериментальных исследований процесса фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта;

- методика определения параметров модели, прогноза избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Объем диссертации - 153 страницы, из них 25 рисунков и 17 таблиц, список литературы из 135 наименований.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Для определения параметров модифицированной модели фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта разработано программное обеспечение, на основе подходов восстановления показателей экспонент сигнала, являющегося суммой решений однородного дифференциального уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами.

2. Разработана методика и ее программное обеспечение для расчета напряженно-деформированного состояния основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта в процессе консолидации. Полученный программный продукт позволяет проводить определение осадки водонасыщенного грунта, на основании экспериментальных данных при действии равномерно распределенной нагрузки р за время t.

116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования позволяют сформулировать следующие основные выводы:

1. В результате решения системы модифицированных дифференциальных уравнений сплошности и компрессии получена зависимость, которая описывает влияние фильтрационных свойств грунта и его сжимаемости на кинетику избыточного порового давления и осадку водонасыщенного глинистого грунта.

2. Предложен критерий классификации напряженно-деформированного состояния водонасыщенного глинистого грунта и выделено три расчетных состояния. В первом случае избыточное поровое давление рассеивается в результате фильтрации. Во втором случае рассеивание избыточного порового давления протекает за счет разуплотнения грунта (увеличения пористости) с возможным развитием деформаций сдвига. В третьем случае изменение избыточного порового давления обусловлено сочетанием процессов фильтрации и разуплотнения грунта.

3. На основании экспериментальных данных и теоретических исследований, разработана методика и ее программное обеспечение для определения параметров модели, прогноза кинетики избыточного порового давления и осадки основания дорожной конструкции из водонасыщенного глинистого грунта в процессе фильтрационной консолидации.

4. При статистической обработке результатов экспериментальных исследований было установлено, что предлагаемая модель адекватно описывает процесс фильтрационной консолидации (степень достоверности экспериментальных исследований составила 95%). Модель позволяет учесть влияние параметров приложенной равномерно распределенной нагрузки на кинетику избыточного порового давления и развитие осадки. Она может быть использована для расчета основания дорожной конструкции, в том числе с дополнительными конструктивными элементами.

117

1. BardenL., Berry P. Consolidation of normally consolidated clay. //Journal of the Soil Mech. and Found. Div. ASCE, vol.91, № SM5, Sept. 1965. - P. 15-35.

2. Biot M.A. General Theory of the three dimensional consolidation // Journal of Applied Physics, 1941. Vol.12 № 2. p.155-165.

3. Biot M.A. Theory of deformation of a Poruos Viscoelastik //Solid Journ. of Applied Physics, 1956. Vol.27 № 5. p.459-467.

4. Biot M. Bending of infinite Beam on Elastic Foundation. Journal of Applied Mechanics, vol. 4, № 11,1937.

5. CarrilloN. Simple two and three dimensional cases in the theory of consolidation of soils. Journal Mathematics and Physics, vol. 21, № 1, 1942,15.

6. Gudehus G., Kolymbas D. A constitutive 'low of the rate-type for soil. Ihird. Out Conf. onNumer. Meth. in Geomech. Achen, 1979.

7. PLAXIS 2D Версия 8. Руководство пользователя. Перевод на русский язык выполнен «НИП-Информатика», С-Петербург.

8. PONTYNEN. Heat-Insulated Steel Grillage. WO 89/09853,1989.

9. Roskoe К., Pooroshasb H. Theoretical and experimental stad of stain in triaxial compression test or normally consolidation clay. «Geotechnique», № 1, 1963.

10. Schofield A., Wroth P. Critical state soil mechanics. Mc.-Graw-Hill. London, 1968.

11. Skempton A.W., BjerrumL. A contribution to the settlement analysis of foundation of clay. «Geotechnique», vol. 7, 1957. P. 168-178.

12. Tan Tiong-Kie. Three- Dimensional Theory of the Consolidations and Flow of Clay-layers. Scientia Sinica, vol. 6, N1,1957. P. 203-215.

13. Абелев М.Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений.-М.: Стройиздат, 1973.-228с.

14. Амарян Л.С. Свойства слабых грунтов и методы их изучения М.: Недра, 1990.-220с.

15. АмарянЛ.С. Прочность и деформируемость торфяных грунтов. М.: Недра, 1969.-192 с.

16. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: Учеб. пособие для химико-технологических вузов. -М.: Высш. школа, 1978. -319с.

17. Бабков В.Ф. Пути повышения транспортно-эксплутационных качеств автомобильных дорог России// Вопросы проектирования автомобильных дорог: Сб. науч. тр./МАДИ (ТУ). М.: Издательство МАДИ (ТУ), 1998. -с.4-14.

18. Бабков В.Ф., Гербурдт-Гейбович А.В. Основы грунтоведения и механики грунтов. -М.: Автотрансиздат, 1956.

19. Барвашов В.А., Федоровский В.Г. Трехпараметрическая модель грунтового основания и свайного поля, учитывающая необратимые структурные деформации грунта //Основания, фундаменты и механика грунтов. 1978. №4.

20. Бартоломей А.А., Омельчак И.М., Юшков Б.С. Прогноз осадок свайных фундаментов. -М.: Стройиздат, 1994. 384 с.

21. Безрук В.М. Основные принципы укрепления грунтов. М.: Транспорт, 1987.-30с.

22. Безрук В.М. Технология и механизация укрепления грунтов в дорожном строительстве. / Под ред. проф. В.М. Безрука. М.: Транспорт, 1976. -230с.

23. Безрук В.М. Укрепление грунтов. М.: Транспорт, 1965. - 346с.

24. Безрук В.М. Учитывать и максимально использовать природные условия при строительстве дорог// Автомобильные дороги, 1970, №2. с. 14-16.

25. Березанцев В.Г. Осесимметричная задача теории предельного равновесия сыпучей среды. Гостехиздат, 1953.

26. Березанцев В.Г. Расчет оснований сооружений. JL: Стройиздат, 1970.

27. Березанцев В.Г. Некоторые задачи теории предельного сопротивления грунтов нагрузке: Автореф. дис. докт. техн. наук. Ленинград, 1949.

28. БудинА.Я. Причальные сооружения на водонасыщенных ползучих глинистых основаниях // В сб.: Слабые глинистые грунты. Таллин, 1965.-С. 183-186.

29. Виноградский А.К. Дорожное районирование. М.: Транспорт, 1989. -95с.

30. Власов В.З., Леонтьев Н.Н. Балки, плиты и оболочки на упругом основании. -М.: Физматгиз, 1960.

31. ВСН 84-89 Минтрансстрой СССР Инструкция по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. / Под ред. Б.И. Попова. М.: Союздорнии, 1990. - 272с.

32. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высш. шк., 1978.-447 с.

33. Герсеванов Н.М. Основы динамики грунтовой массы Л.: Госстройиздат. - 1933.- 196с.

34. Герсеванов Н.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1948. - 248с.

35. Голушкевич С.С. Плоская задача теории предельного равновесия сыпучей среды. Гостехиздат, 1948.

36. Голушкевич С.С. Статика предельных состояний грунтовых масс-Гостехтеориздат, 1957.

37. Гольдин A.J1. Расчет уплотнения глинистого ядра высокой плотины с учетом вязких свойств скелета грунта. //Известия ВНИИГ, 1966. т.80. с.141-150.

38. Гольдин A.JL, Рассказов JT.H. Проектирование грунтовых плотин. М.: Изд-во АСВ, 2001.-384с.

39. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М.: Стройиздат, 1979.-304с.

40. Горбунов-Посадов М.И Расчет конструкций на упругом основании. М.: Гос. Изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1953.

41. Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчет конструкций на упругом основании. М.: Стройиздат, 1984. - 679 с.

42. Горелик J1.B., Нуллер Б.М. К вопросу об одномерной нелинейной задаче консолидации водонасыщенного грунта // Изв. ВНИИГ, т. 79, 1965. С. 168-177.

43. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. М.: Изд-во стандартов, 1997

44. Григорьев А.С. Изгиб балок на упруго-пластическом основании //Труды ЦАГИ. М.: Изд-во ЦАГИ, 1946. Вып. 600.

45. Давыдов В.А. Дорожно-климатическое районирование I дорожно-климатической зоны (ДКЗ) зоны вечной мерзлоты/Проектирование автомобильных дорог: Сб. науч. Тр./МАДИ (ГТУ). - М.: Издательство МАДИ (ГТУ), 2003. - с.21-32.

46. Давыдов В.А. Дорожно-климатическое районирование зоны вечной мерзлоты для целей транспортного строительства// Методика инженерногеологических исследований и картирования области вечной мерзлоты, Вып. 3. Якутск: Якутское кн. изд-во, 1977. — с. 29-30.

47. Давыдов С.С. Расчет и проектирование подземных сооружений. М.: Стройиздат, 1950.

48. Денисов Н.Я. О природе деформации глинистых пород. М.: Изд-во мин. реч. флота, 1951.

49. Джоуне К.Д. Сооружения из армированного грунта. М.: Стройиздат, 1989.

50. Евгеньев И.Е., Казарновский В.Д. Земляное полотно автомобильных дорог на слабых грунтах. М.: изд-во «Транспорт», 1976. - 271с.

51. Егоров К.Е. О деформации основания конечной толщины // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1961. №1.

52. Ещенко О.А. Армогрунтовые насыпи и основания. Автореф. дис. канд. техн. наук. С-Петербург, 1992. - 21с.

53. Жданова С.М. Земляное полотно на вечномерзлом основании. Описание изобретения к патенту РФ № 2160336. -М.: ФИПС, 2000. 6 с.

54. Железников М.А. Методы расчета конструкций дорожных одежд под колесные и гусеничные нагрузки. М.: 1994. - 60 с. - (Автомобильные дороги: Обзорная информация./ Информавтодор, Вып. 1)

55. Жемочкин В.Н., Синицын А.П. Практические методы расчета фундаментальных плит и балок на упругом основании без гипотезы Винклера.-М.: Стройиздат, 1947.

56. Жесткие покрытия аэродромов и автомобильных дорог / Под редакцией Г.И. Глушкова. М.: Транспорт, 1994. - 350 с.

57. Зарецкий Ю.К. Теория консолидации грунтов. М.: Изд-во «Наука», 1967.-268с.

58. Зарецкий Ю.К. Вязкопластичность грунтов и расчеты сооружений. -М.: Стройиздат, 1988. 352 с.

59. Золотарь И.А., Борщук И.Л., Давыдов В.А. и др. Автомобильные дороги севера / Под ред. И.А. Золотаря. М.: Транспорт, 1981. - 247 с.

60. Иванников С.М. Изыскания и проектирование автогужевых дорог в условиях вечной мерзлоты. М.: Дориздат, 1940. - С. 196-198.

61. Иванов Н.Н. Взаимодействие колеса и дороги //Труды ЛИИПС. 1929. -Выпуск 100.

62. Иванов Н.Н. и др. Строительство автомобильных дорог. Т.1. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. - 16с.

63. Иванов П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений. Механика грунтов. М., 1991.

64. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Гостехиздат, 1948.

65. Казарновский В.Д. Пути повышения надежности и долговечности дорог в сложных природных условиях. // Наука и техника в дорожной отрасли, №2, 2002. с.8-9.

66. Казарновский В.Д. Учет остаточного порового давления при прогнозе конечной осадки насыпей на слабых грунтах / В.Д. Казарновский, А.И. Скляднев, Е.Ю. Штырхун // Вопросы проектирования и строительства автомобильных дорог. М., 1993.-С. 133-136.

67. Каргаполов В.Д. Способ предохранения вечномерзлых грунтов от многолетнего протаивания. Описание изобретения к патенту РФ № 2153038. М.: ФИПС, 2000. - 6 с.

68. Коновалов П.А., Зехниев Ф.Ф. Ускорение консолидации водонасыщенного слабого грунта с помощью плоских песчаных дрен // Сб. научных трудов в 2 т. под общей редакцией Ильичева В.А. М.: Стройиздат, 1987.-т. 1.-С. 274-276.

69. Копейкин B.C. Взаимодействие изгибаемых конструкций с билейно-деформируемой идеальнопластической средой: Автореф. дис. канд. техн. наук. Саратов, 1997.

70. Крицкий М., Подольский В., Алферов В. Как повысить устойчивость и работоспособность земляного полотна. //Автомобильные дороги, №6, 2004. с.23-25.

71. Кузнецов В.И. Упругое основание. Расчеты балок, плит и рам. М.: 1952. -296 с.

72. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1982. - 224с.

73. Малышев А.А., Давыдов В.А., Золотарь И.А. и др. Земляное полотно автомобильных дорог в северных условиях / Под ред. А.А. Малышева. -М.: Транспорт, 1974. 288с.

74. Малышев М.В. Прочность грунтов и устойчивость основания сооружений. М.: Стройиздат, 1994. - 228с.

75. Малышев М.В. Расчет порового давления в период строительства в насыпях из грунтов, содержащих воду и воздух // Журн.: Основания, фундаменты и механика грунтов, № 5, 1964. С. 5-7.

76. Маслов Н.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии. М., 1968.

77. Маслов Н.Н. Прикладная механика грунтов. М.: Машстройиздат, 1951. -328с.

78. Месчян С.Р. Ползучесть глинистых грунтов. Ереван: АН Арм.ССР, 1967.-318с.

79. Овчинников И.Г., Кривцов А.В., Лоскутова Н.В. Модели грунтовых оснований, используемые при расчете конструкций на упругом основании (применительно к проблеме проектирования дорог). Саратов. -ВИНИТИ, 1999.

80. Павловский Н.Н. Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями. Пб.: Изд. Научно-мелиорационного института, 1923.

81. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах (к СНиП 2.05.02-85): Утв. Распоряжением Минтранса России от 03.12.2003 № ОС-Ю67-р. М.: ФГУП «Информавтодор», 2004. -170 с.

82. Пособие по проектированию методов регулирования водно-теплового режима верхней части земляного полотна (к СНиП 2.05.02-85). Под ред. В.И. Рувинского. М.: Стройиздат, 1989. 97с.

83. Пузаков Н.А. Водно-тепловой режим земляного полотна автомобильных дорог. -М.: Автотрансиздат, 1960. 168с.

84. Пузаков Н.А., Золотарь И.А., Сиденко В.М. и др. Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд. М.: Изд-во «Транспорт», 1971. -416с.

85. Пузаков Н.А., Ивлев Н.П. Уточнение дорожно-климатического районирования// Автомобильные дороги, 1970, №1. -с.23-24.

86. Репников J1.H. Расчет балок на упругом основании, объединяющем деформативные свойства основания Винклера и линейно-деформируемой среды // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1967. №6.

87. Роза С.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1962. 229 с.

88. Рувинский В.И. Пособие по устройству теплоизолирующих слоев из пенопласта STYROFORM на автомобильных дорогах России. М.: Транспорт, 2000

89. Рувинский В.И. Прогнозирование водно-теплового режима земляного полотна автомобильных дорог для обоснования специальных методов его регулирования в районах с сезонным промерзанием. Автореф. дис. на соиска. уч. ст. доктора техн. наук.

90. Руководство по лабораторным исследованиям физико-механических свойств грунтов при производстве инженерных изысканий в строительстве. М.: Стройиздат, 1976. - 136 с.

91. Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1978. - 376 с.

92. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. -М.: Транспорт, 1982. 89с.

93. Сибагатулин Р.А. Исследование особенностей эксплуатации и прочности дорожных конструкций автомобильных дорог Сибири (на примере Ханты-мансийского автономного округа). Дис. канд. техн. наук. Омск, 2002.- 107с.

94. Сиденко В.М. Расчет и регулирование водно-теплового режима дорожных одежд и земляного полотна. М.: Автотрансиздат, 1962.

95. Смирнов А.В. Прикладная механика дорожных и аэродромных конструкций. Учебное пособие. Омск, 1993. - 128с.

96. Смирнов А.В., Сибагатулин Р.А. Дорожные конструкции с тепло-хладоизолирующими слоями // Наука и техника в дорожной отрасли, 2002, №3. с.20-22

97. ЮО.СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги/Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 56с.

98. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. Гостехтеориздат, 1954.

99. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Изд. АН СССР, 1942.

100. ЮЗ.Тажигулов А. А. Песчаные подушки с геотекстилем на слабыхводонасыщенных глинистых грунтах. Автореф. дис. канд. техн. наук. -Москва, 1993.-20с.

101. Тейлор Д. Основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1960. - 598 с.

102. Ю5.Тер-Мартиросян З.Г. Одномерная задача консолидации многофазных грунтов с учетом переменной нагрузки и напора на границе//Докл. К YIII Международн. конгр. по механике грунтов и фундаментостроению. М.: Стройиздат, 1973. с.87-92.

103. Юб.Тер-Мартиросян З.Г. Исследование уплотнения глинистых грунтов с учетом ползучести скелета и сжимаемости поровой жидкости: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1965. 19 с.

104. Ю7.Тер-Мартиросян З.Г. Прогноз механических процессов в массивах многофазных грунтов. М.: Недра, 1986. - 292 с.

105. Терцаги К. Строительная механика грунтов на основе его физических свойств. M.-JL: Госстройиздат. - 1933. - 392с.

106. Терцаги К. Теория механики грунтов. М.: Госстройиздат. - 1961. - 507с.

107. Ю.Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.:1. Наука, 1966.-724с.

108. Ш.Улицкий В.М. Геотехническое сопровождение реконструкции городов (обследование, расчеты, ведение работ, мониторинг) / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин. ML: АСВ, 1999. - 327 с.

109. И2.Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. Учеб. пособие для строит, спец. вузов. /Под ред. С.Б.Ухова. М.: Высш. шк., 2004. - 566с.

110. НЗ.Федулова-Локкенберг Л.К. Определение осадок фундаментов на упругом основании, подстилаемом скалой //Материалы к IV Международному конгрессу по механике грунтов. Изд-во АН СССР, 1957.

111. М.Филоненко-Бородич М.И. Теория упругости: учебник. 4-е изд. М.: Физматгиз, 1959.

112. Флорин В.А. Основные уравнения грунтовой массы. //Известия ВНИИГ. 1939. т.25 с.190-196.

113. Флорин В.А. Основы механики грунтов, т.1. Общие зависимости и напряженное состояние оснований сооружений Л.-М.: гос. изд-во литры по строительству, архитектуре и строительным материалам, - 1959. -357с.

114. Флорин В.А. Основы механики грунтов, т.2. Деформация и устойчивость оснований сооружений. Л.-М.: гос. изд-во лит-ры по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961. - 40с.

115. Флорин В.А. Теория уплотнения земляных масс. М.: Стройиздат, 1948. -248 с.

116. Хамдан Ф.А. Повышение несущей способности глинистых грунтов методом армирования базальтовым волокном. Автореф. дис. канд. техн. наук.-Киев, 1990.-21с.

117. Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог. М.: изд-во «Транспорт», 1975. - 88с.

118. Цернант А.А. Сооружение земляного полотна в криолитозоне: Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1998. - 97 с.

119. Цытович Н.А. Механика грунтов. -М.: Высшая школа, 1983. 288с.

120. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973. -448с.

121. Цытович Н.А., Тер-Мартиросян З.Г. Основы прикладной геомеханики в строительстве. Учеб. пособие.-М.: Высш. школа, 1981.-317с.

122. Цытович Н.А., Зарецкий Ю.К., Малышев М.В., Абелев М.Ю., Тер-Мартиросян З.Г. Прогноз скорости осадок оснований сооружений. М.: Стройиздат, 1967. - 240 с.

123. Черкасов И.И. Механические свойства грунтовых оснований. М.: Физматгиз, 1958. - 156с.

124. Шехтер О.Я. К расчету фундаментных плит на упругом слое грунта конечной мощности //Основания и фундаменты, вопросы механики грунтов: Сборник трудов НИИ оснований и фундаментов. М.: Стройвоенмориздат, 1948. №11.

125. Штаерман И.Я. Контактная задача теории упругости. М.: Гостехиздат, 1949.

126. ПО.Подгорнова Н.Н. Исследования фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта в основании дорожной конструкции/ Тюмен. гос. архит.-строит. ун-т. Тюмень, 2007. - 22с., Ил., Библиогр.: 7 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ 23.07.07 № 755 - В2007

127. Агейкин В.Н., Бай В.Ф., Подгорнова Н.Н. Несущая способность водонасыщенных глинистых грунтов в основании дорожной конструкции/ Тюмен. гос. архит.-строит. ун-т. Тюмень, 2007. - Юс., Ил., Библиогр.: 7 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ 30.03.07 № 338 - В2007

128. Агейкин В.Н., Подгорнова Н.Н. Прогноз избыточных поровых давлений в переувлажненных глинистых грунтах.// Сборник научных трудов ТюмГАСУ. Тюмень: ИПЦ «Экспресс», 2006. - с. 8-12.