автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Метод расчета устойчивости подпорных сооружений уголкового типа с учетом их взаимодействия с окружающим сыпучим телом

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ДВПИ ИМ. В.В. КУЙБЫШЕВА)

МЕТОД РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ ПОДПОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА С УЧЕТОМ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ОКРУЖАЮЩИМ СЫПУЧИМ ТЕЛОМ

Специальность 05.23.17 - Строительная механика Специальность 05.23.01 —Строительные конструкции, здания и

сооружения

На правахрукописи

ЦИМБЕЛЬМАН Никита Яковлевич

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток—2004

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническом

университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Стоценко А.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Друзь И.Б.

кандидат технических наук, вед.н.с. Тонких Ю.С.

Ведущая организация:

Дальневосточный научно-исследовательский институт по строительству (ДальНИИС) РААСН

Защита состоится 26 октября 2004г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета К212.055.04 при Дальневосточном государственном техническом университете по адресу: г. Владивосток, пр. Красного Знамени, 66 ауд. 807.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Дальневосточного государственного технического университета.

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв в двух экземплярах по адресу: 690014, г. Владивосток, пр. Красного Знамени, 66, диссертационный совет К 212.055.04.

Автореферат разослан сентября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент

Гуляев В.Т.

2005-4 12816

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основная функция подпорных сооружений - удержание массива засыпки от обрушения - позволяет применять их при решении большинства задач вертикальной планировки местности, а также для создания сооружений специального назначения (дорог, мостов, плотин, насыпей, хранилищ и др.).

В настоящее время большая часть существующих конструктивных решений подпорных сооружений (стенок) предполагает применение в составе конструкции двух основных элементов: вертикальной (ограждающей) панели и горизонтальной (фундаментной) плиты. Такие подпорные сооружения называют уголковыми. В работе изучается проблема устойчивости положения уголковых подпорных сооружений во взаимодействии их с засыпкой, как системы, в которой грунтовая среда участвует в удержании сооружения от смещения.

Для получения количественных характеристик рабочего состояния таких сооружений необходимо решить проблему нагрузки. Так как нагрузка прикладывается к сооружению в предельном состоянии среды, необходимо также установить схему разрушения сыпучего тела.

Наиболее распространенная теория определения нагрузки грунтовой среды на уголковые подпорные сооружения (на основе гипотез Ш. Кулона, В.В. Соколовского) предполагает в качестве способа приведения системы в состояние предельного равновесия сдвиг подпорного сооружения в сторону активного давления (от засыпки).

Анализ предельного состояния показывает, что при опрокидывании (повороте) подпорное сооружение иначе взаимодействует с окружающей засыпкой, чем при сдвиге: возникает другая схема разрушения сыпучего тела в предельном состоянии, изменяется вводимая в расчет устойчивости величина активного давления засыпки.

Отличные от принятых при расчете действительные значения давления засыпки на подпорные сооружения, закрепленные конструктивными способами от горизонтального смещения, но никак не ограниченные против поворота, являются одной из существенных причин неудовлетворительного технического состояния обследованных подпорных сооружений.

Возникает задача разработки гипотезы перехода подпорного сооружения в предельное состояние для случая его поворота вокруг нижнего неподвижного ребра, включающая определение схемы разрушения сыпучего тела и построение метода определения нагрузки сыпучего тела для данного вида предельного состояния.

Согласно принятым методикам устойчивость уголковых подпорных

сооружений регулируется в основном

пмоногпгем'вылета, фундаментной

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ, БИБЛИОТЕКА СПе 09

1ЛПи|ЕМ 1

плиты в сторону засыпки, при этом не учитывается влияние формы плиты на величину обеспечиваемых засыпкой удерживающих сил. Установленная картина разрушения засыпки в предельном состоянии, выявленные особенности взаимодействия уголкового подпорного сооружения с окружающим сыпучим телом позволят разработать также метод регулирования устойчивости уголковой конструкции путем преобразования ее основного силового элемента (за счет изменения формы фундаментной плиты).

Цель диссертации: построение гипотезы предельного состояния сыпучей среды при повороте подпорного сооружения уголкового типа относительно нижнего неподвижного ребра, и разработка на основе предложенной гипотезы метода определения нагрузки на сооружение и управления его устойчивостью.

Реализация цели потребовала решения следующих задач:

1. классифицировать подпорные сооружения по степени вовлечения в их работу окружающей засыпки;

2. провести анализ разрушений возведенных подпорных сооружений уголкового типа;

3. оценить достоверность существующих методов расчета устойчивости и определения нагрузки сыпучего тела на уголковые подпорные стенки;

4. определить схему взаимодействия подпорного сооружения уголкового типа и сыпучего тела при повороте сооружения относительно нижнего неподвижного ребра;

5. разработать методику определения давления на уголковую подпорную конструкцию на основе предложенной гипотезы перехода системы «подпорное сооружение-засыпка» в предельное состояние;

6. определить объем окружающего сыпучего тела, вовлекаемого в работу подпорного сооружения на устойчивость, на малых моделях и в натурных условиях;

7. разработать методику расчета удерживающего момента и определения обеспечивающего его объема окружающего сыпучего тела, при любой форме фундаментной плиты сооружения в плане;

8. разработать программное обеспечение, реализующее предлагаемую методику для современных вычислительных средств;

9. разработать инженерный способ управления устойчивостью уголкового подпорного сооружения с учетом особенностей его взаимодействия с засыпкой и работы основного силового элемента - фундаментной плиты;

10. исследовать влияние формы и размеров фундаментной плиты на величину обеспечиваемого засыпкой удерживающего момента в расчетах устойчивости подпорных сооружений уголкового профиля и разработать критерии оценки эффективности формы фундаментной плиты.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- обоснована гипотеза разрушения сыпучего тела (засыпки) при потере устойчивости уголкового подпорного сооружения поворотом относительно нижнего неподвижного ребра;

- разработана методика определения давления сыпучего тела на подпорное сооружение уголкового типа, соответствующая гипотетической схеме разрушения засыпки;

- разработана методика экспериментального определения углов отклонения поверхностей скольжения, возникающих в грунтовой среде при повороте уголкового подпорного сооружения вокруг нижнего неподвижного ребра;

- разработана методика определения объема окружающего сыпучего тела, вовлекаемого в работу уголкового подпорного сооружения на устойчивость против опрокидывания, позволяющая определять величину удерживающих сил при любой форме фундаментной плиты в плане;

- исследована степень влияния конфигурации фундаментной плиты на параметры устойчивости подпорных сооружений и величину обеспечиваемых засыпкой удерживающих сил;

- разработана классификация подпорных сооружений по степени участия грунта засыпки в деле сохранения эксплуатационных качеств сооружений.

Практическая ценность работы:

- разработана и использована на практике методика определения активного давления сыпучего тела при оценке устойчивости уголковых подпорных сооружений против опрокидывания относительно нижнего неподвижного ребра;

- разработан инженерный способ конструирования подпорных сооружений с учетом особенностей их взаимодействия с засыпкой и работы основного силового элемента — фундаментной плиты;

- рекомендованы конкретные формы фундаментных плит подпорных сооружений уголкового типа (или разгружающих площадок и выступов в составе конструкций подпорных сооружений других типов) с учетом степени вовлечения в работу сооружения сыпучего тела и с учетом объема материала, используемого при изготовлении фундаментных плит;

- построены основы вычислительного комплекса и разработаны его элементы по автоматизации расчетов опрокидывающих и удерживающих сил при произвольной форме заглубленной части подпорного сооружения (фундаментной плиты) и различных физико-механических характеристиках засыпки;

- разработаны проекты подпорных стен с использованием результатов проведенных исследований. Подпорные стены возведены в г. Владивостоке (на ул. Махалина, ул. Вострецова, ул. Калинина и ул. Гоголя) и успешно эксплуатируются.

Достоверность. Достоверность полученных результатов подтверждается сравнением расчетных запасов устойчивости, вычисленных по предложенной методике, с результатами натурных испытаний подпорных стен уголкового профиля, а также сравнением с результатами исследований других авторов. По материалам исследований получен один патент на изобретение, два свидетельства на полезную модель.

На защиту выносятся:

1. Гипотеза разрушения сыпучего тела (засыпки) при потере устойчивости подпорного сооружения уголкового типа поворотом относительно нижнего неподвижного ребра;

2. Метод определения давления на подпорные сооружения уголкового профиля при расчете их на опрокидывание относительно нижнего наружного ребра, соответствующий гипотетической схеме разрушения засыпки в предельном состоянии;

3. Метод определения объема сыпучего тела, обеспечивающего устойчивость уголкового подпорного сооружения, при любой форме фундаментной плиты сооружения в плане;

4. Метод регулирования устойчивости подпорных сооружений уголкового типа изменением формы фундаментной плиты.

Апробация работы. Доклады по материалам работы сделаны на региональных научно-технических конференциях «Молодежь и научно-технический прогресс» (Владивосток, 1998,2000,2002,2004г.), научно-технических конференциях «Вологдинские чтения» (Владивосток, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 г.), региональной научно-практической конференции «Региональные проблемы архитектуры и строительства на рубеже XXI века» (Владивосток, 1999г.), втором, третьем, четвертом и пятом международных студенческих конгрессах стран азиатско-тихоокеанского региона (Владивосток, 1997, 1999, 2001, 2003г.), представлены на областной 58-й научно-технической конференции «Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» (Самара, 2001г.), XXXI Уральском семинаре УроРАН «Механика и процессы управления» (Екатеринбург, 2001г.), восьмом Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001г.), международной научно-технической конференции «Современные проблемы фундаментостроения» (Волгоград, 2001г.), третьей международной научно — практической конференции «Наука - техника - технологии на рубеже третьего тысячелетия» (Находка, 2001г.), международной научной конференции аспирантов и студентов ИАС ХГТУ «Новые идеи нового века» (Хабаровск, 2002г.), четвертой Всероссийской научно - технической конференции «Методы и средства измерений» (Нижний Новгород, 2002г.), а также на научно - технических семинарах кафедры теории сооружений ДВГТУ.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в двадцати восьми опубликованных печатных работах.

Объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав,

заключения, списка литературы и приложений. Содержит 145 страниц

машинописного текста, 100 рисунков, 14 таблиц, 5 приложений, библиографию из 136 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и значение работы, сформулированы цель и задачи исследования, отмечается научная новизна и практическая значимость проведенных исследований, приведена краткая характеристика работы.

В первой главе проанализированы конструкции подпорных сооружений, среди них выделен класс сооружений уголкового типа, наиболее распространенным представителем которого являются уголковые подпорные стенки. Установлено, что прием вовлечения окружающей засыпки, примененный в конструкциях уголковых подпорных стен, (устройство выступающей в сторону засыпки горизонтальной консольной плиты), является общим (основным) для большинства подпорных сооружений различных типов, использующих окружающую сыпучую среду для сохранения эксплуатационных качеств. Сформулированы проблемы, решение которых приводит к минимизации объема материала уголковой конструкции.

Приводится анализ результатов обследования возведенных подпорных стен уголкового типа. Большое число обследованных подпорных стенок согласно проекту (устройством анкерных плит и упоров), либо в процессе эксплуатации (наращиванием полотна дороги с низовой стороны, то есть дополнительным заглублением стенки в основание) конструктивно закреплены от сдвига по подошве фундаментной плиты, но никак не ограничены от возможности поворота (опрокидывания) вокруг нижнего неподвижного ребра.

Неудовлетворительное техническое состояние таких подпорных стенок, эксплуатируемых в нормальных проектных условиях, говорит о несоответствии принятой расчетной схемы действительным условиям работы конструкции. Получаемые расчетом нагрузки от сыпучего тела меньше действительных: особенности взаимодействия уголковой конструкции с окружающим сыпучим телом обеспечивают более высокие значения активного давления засыпки.

Основная задача, решаемая при построении расчетной схемы устойчивости подпорного сооружения против опрокидывания - определение нагрузки на сооружение от окружающей среды (условие устойчивости

заключается в том, чтобы момент удерживающих сил превосходил момент сил опрокидывающих с необходимым запасом). Силы, возникающие от действия засыпки на подпорную стенку, зависят от множества факторов и являются составной частью как опрокидывающего, так и удерживающего моментов.

Среди существующих теорий определения нагрузки сыпучей среды на подпорные стены наиболее распространены и общеприняты теория Ш. Кулона и теория В.В. Соколовского. Большой вклад в развитие теории определения нагрузки на подпорные сооружения и разработку методов оценки их устойчивости внесли отечественные и зарубежные ученые Проскуряков Л.Д., Пузыревский Н.П., Прокофьев И.П., Рябухо A.M., Рабинович И.М., Клейн Г.К., Снитко Н.К., Голушкевич С.С., Каган М.Е., Березанцев В.Г., Френкель П.М., Романченко Г.Н., Российский В.А., Дуброва Г.А., Ренгач В.Н., Будин А.Я., Емельянов Л.М., Цагарели З.В., Тетиор А.Н., Штительман П.И., Шпотка X., (Schpotka, Hans), Шмидт X. (Schmidt, Hans) и другие.

Указанные теории определения нагрузки предполагают в качестве предельного состояния системы сдвиг подпорного сооружения в сторону активного давления. При этом методика определения обеспечиваемых засыпкой удерживающих сил для стен уголкового профиля основана на допущениях, относящихся к пологим подпорным стенам. Расчетная поверхность принимается наклонной (рис. 1а). В этом случае вертикальная составляющая активного давления засыпки учитывает половину симметричной призмы обрушения засыпки (рис.1б,в) и таким образом грань, отделяющая обеспечивающий устойчивость стенки массив сыпучего тела от остальной засыпки, проходит вертикально через свободный край фундаментной плиты (рис. 1 г).

Рис. 1. Схема к определению нагрузки на уголковую подпорную стенку

Предварительные испытания моделей уголковых стенок на опрокидывание позволили установить, что при опрокидывании уголковая конструкция «захватывает» некоторый дополнительный объем окружающего сыпучего тела, расположенный не только непосредственно над фундаментной плитой.

Существующая методика не полностью отражает качественную сторону взаимодействия подпорных сооружений уголкового профиля с окружающей засыпкой при их опрокидывании.

Вопрос о том, возможно ли применение общепринятого метода определения нагрузки при необходимости расчета устойчивости подпорного сооружения не на сдвиг, а против опрокидывания требует дальнейшей проработки. При повороте уголковой стенки, когда один из силовых элементов стенки (горизонтальная плита) движется на засыпку, а вертикальная панель напротив, отклоняется от нее (рис. 3), картина разрушения сыпучего тела в предельном состоянии может отличаться от принятой в теории Кулона классической схемы, что приводит к изменению действующих расчетных нагрузок и, как следствие, обеспечиваемых засыпкой расчетных удерживающих и опрокидывающих сил, вводимых в расчет устойчивости.

Во второй главе приведено описание экспериментов на моделях жестких уголковых стенок в малом опытном лотке. Эксперименты проведены с целью установить форму и проследить последовательность разрушения сыпучего тела (засыпки) при повороте стенки вокруг нижнего неподвижного ребра.

В грунтовый лоток размерами 150x315x350 мм, выполненный из органического стекла, помещена модель уголковой подпорной стенки из того же материала. Установка снабжена механизмом, обеспечивающим опрокидывание стенки относительно нижней наружной грани или равномерный сдвиг по подошве горизонтальной плиты. В качестве засыпки для наглядности принят сыпучий материал разных цветов, имеющий одинаковые физико-механические свойства.

При испытании стенки на сдвиг образовавшаяся призма обрушения оказалась симметричной относительно вертикали, проходящей через свободный край фундаментной плиты (рис. 2,а). Засыпка в пределах призмы обрушения смещается вниз.

Рис. 2. Траектории поверхностей скольжения а - при сдвиге, б-при опрокидывании стенки

Наблюдения за испытанием стенки на опрокидывание позволили сформулировать гипотезу предельного состояния сыпучей среды:

- в момент разрушения засыпки у свободного края горизонтальной плиты появляется поверхность скольжения, отклоняющаяся далее от вертикали в сторону от стенки. Одновременно от отделившейся пристенной призмы отрывается клин и «сползает» по расчетной поверхности, отклоняющейся от вертикали в сторону стенки (рис. 2,6). Призма обрушения не является симметричной;

- направление перемещения частиц засыпки в пределах призмы обрушения в данном случае различно: частицы, расположенные в области, ограниченной вертикальной плоскостью и второй поверхностью скольжения, движутся вверх под воздействием перемещающейся на грунт горизонтальной плиты (рис. 3). При этом на поверхности засыпки образуется зона выпора. Часть засыпки, прилегающей к расчетной поверхности, движется вниз под действием собственного веса, поскольку частицы засыпки стремятся заполнить собою пространство, образовавшееся между стенкой и засыпкой вследствие отклонения вертикальной панели. В результате поверхность засыпки смещается вниз, образуя провал (рис. 3).

провал на поверхности засыпки

модель уголковой

расчетная поверхность

выпор на поверхности засыпки

траектории перемещений частиц

вторая поверхность скольжения

Рис.3 Траектории перемещений частиц сыпучего тела при повороте уголковой конструкции вокруг

нижнего неподвижного ребра

Установленная в результате эксперимента схема разрушения сыпучего тела позволяет сформулировать основные положения метода определения нагрузки на сооружение в рамках теории предельного равновесия:

1. в массиве засыпки у свободного края горизонтальной плиты возникают две поверхности скольжения. Одна из них (расчетная поверхность) отклоняется в сторону лицевой панели стенки под углом Л5°-<р12 (рис. 4а). Угол отклонения 9 второй поверхности скольжения может быть определен экспериментально (эксперименты описаны в главе 3);

2. в момент начала разрушения от массива засыпки отделяется грунтовый клин, который находится в равновесии под действием собственного веса частиц сыпучего тела (равнодействующая О), реакции

грунта пристенной призмы, равной по величине давлению засыпки на расчетную поверхность (равнодействующая Е) и реакции грунта по второй поверхности скольжения (равнодействующая К) - рис. 4,6;

3. равнодействующие Е и К при условии отсутствия сцепления и наличия только сил трения должны отклониться от перпендикуляра к поверхности на угол внутреннего трения в направлении, противоположном движению частиц сыпучего тела по поверхности. Часть сыпучего тела в пределах призмы обрушения, сосредоточенная вблизи второй поверхности скольжения, движется вверх под действием смещающейся на грунт горизонтальной плиты подпорной стенки, вследствие чего равнодействующая К отклоняется от перпендикуляра вниз (рис. 4,6). Равнодействующая активного давления Е отклоняется вверх (рис. 4,6), поскольку частицы в прилегающей к расчетной поверхности области засыпки движутся вниз.

Действующие на грунтовый клин силы О, Е и К находятся в равновесии, следовательно, пересекаются в одной точке, и треугольник сил -замкнут (рис. 4,в). Построенный в соответствии с изложенными выше предпосылками к расчету, треугольник сил наглядно иллюстрирует, что для определенного диапазона углов отклонения второй поверхности скольжения 19 вертикальная составляющая активного давления Е превышает вес призмы обрушения. Следовательно, при использовании выявленной в результате экспериментов схемы разрушения сыпучего тела возможно значительное увеличение нагрузки на уголковую подпорную стенку в сравнении с общепринятой схемой (рис. 1,в).

Для предложенной расчетной схемы определения нагрузки вовлекаемый в работу стенки грунт отделяется от остального массива засыпки второй поверхностью скольжения, а неизвестным параметром, определяющим ее положение в засыпке, является угол отклонения Э. Задача определения угла решена экспериментально.

В третьей главе приведена и реализована методика экспериментального определения угла отклонения 3 второй поверхности скольжения, возникающей в грунтовой среде при повороте уголковой подпорной стенки вокруг нижнего неподвижного ребра. Схема

представлена

экспериментального определения угла отклонения следующим образом:

а) помещенная в грунтовый лоток модель уголковой подпорной стенки приводится в состояние предельного равновесия прикладываемой моментной нагрузкой, вызывающей принудительный поворот модели вокруг нижнего неподвижного ребра. Один из способов обеспечить указанное предельное состояние - приложить к верхнему поясу стенки горизонтальную опрокидывающую силу, обеспечив необходимый опрокидывающий момент. Схема экспериментальной установки приведена на рис. 5. Опрокидывающая сила фиксировалась в момент, когда стенка переходила в состояние предельного равновесия. Пространство лотка за стенкой заполнялось мелким песком с известными физико-механическими характеристиками;

Рис. 5. Схема экспериментальной установки модельных испытаний

б) далее из условия равенства удерживающего и опрокидывающего моментов вычислялась величина активного давления грунта Е, при которой в состоянии предельного равновесия обеспечивается замеренная предельная опрокидывающая сила. Уравнение составлено для схемы, представленной на

рис6,а. В результате: р -И-г-1

п(90°-а)

а(а

ь ф)-- у йп - у «»(а + <р)

График зависимости давления Е от опрокидывающей силы Ро„р для заданных размеров модели уголковой стенки, среднего удельного веса засыпки (у = = 16.5кН/м3) и угла внутреннего трения <р = 30° приведен на рис. 6,6.

Рис. 6. К обработке данных модельного эксперимента (1этап)

в) далее из условия равновесия призмы обрушения, образующейся при повороте модели уголковой стенки вокруг нижнего неподвижного ребра, для вычисленного выше давления грунта Е и известного угла наклона расчетной поверхности а определяется угол отклонения второй поверхности скольжения А При этом согласно разработанной теории разрушения сыпучего тела (засыпки) при повороте уголковой подпорной стенки вокруг нижнего неподвижного ребра равнодействующая Е отклоняется по направлению вверх, а Л - вниз (рис. 7а, б).

В результате: Е = +

{а+ 8)

Рис. 7. К обработке данных модельного эксперимента (этап 2)

Для модели стенки, изображенной на рис. 6а при известных характеристиках засыпки указанная зависимость иллюстрируется графиком (рис. 7, в).

В соответствии с указанной последовательностью проведено три серии испытаний, для каждой из которых в результате получено значение угла определяющего объем окружающего сыпучего тела, вовлекаемого в работу уголковой стенки на устойчивость (табл. 1). Для второй и третьей серий испытаний, при проведении которых использовались модели стенок с вырезом и выступом в фундаментной плите, соблюдается та же последовательность обработки испытаний, построены соответствующие зависимости, позволяющие определить угол по замеренной предельной опрокидывающей силе.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено положение проходящей в засыпке поверхности, отделяющей' участвующий в работе уголковой подпорной стенки массив засыпки при повороте стенки

относительно нижнего неподвижного ребра. Указанная поверхность проходит через свободный край фундаментной плиты и отклоняется от вертикали в сторону от стенки на угол, равный для сыцучих грунтов не менее половины угла внутреннего трения: с надежностью 99% 3 = ф!2.

В четвертой главе разработан приближенный метод определения объема окружающего сыпучего тела, обеспечивающего устойчивость уголковой стенки, и создаваемого им удерживающего момента, позволяющий вести расчет при любой форме фундаментной плиты стенки в плане.

Метод построен с использованием введенной в ходе оценки результатов экспериментов эквивалентной расчетной схемы определения удерживающего момента (рис. 8,6). Сравнительные расчеты удерживающих сил по обеим рассмотренным схемам (рис. 8,а,б) приводят к одинаковым результатам.

Рис. 8 Расчетные схемы

определения удерживающего момента а—основная; б—эквивалентная

Рассчитать объем сыпучей среды, участвующей в образовании удерживающих сил при любой форме верхней грани фундаментной плиты позволит метод разбиения расположенной за стенкой толщи засыпки на определенное число п горизонтальных слоев одинаковой мощности (рис. 9), объем каждого из которых равен:

у __ +

•ДЬ,

О)

где ^ и Р|.ц — соответственно площади подошвы и кровли /-того слоя,.ДЬ-

высота слоя.

Рис. 9. Уголковая подпорная конструкция с фундаментной плитой произвольной формы а — поделенная на слои засыпка за стенкой; б — выделенная расчетная секция стенки (в плане)

Основная задача метода состоит в определении формы (очертания) плоскостных фигур, ограничивающих элементарный слой сверху и снизу (кровли и подошвы), т.е. в определении вида и положения линии пересечения горизонтальной плоскости, разделяющей слои, с задней гранью массива, отклоняющейся от вертикали на угол & (линия а на рис. 9, а).

Площади полученных фигур кровли и подошвы каждого слоя в пределах рассматриваемой секции определяются интегрированием (так как линия а в каждой из плоскостей, разделяющих элементарные слои, есть график функции), начиная с площади поверхности фундаментной плиты (плоскость х-у) для любого заданного очертания ее задней грани у = Д(х):

Ц = ¡уах,

(2)

также интегрированием определяется статический момент каждой из фигур; далее расстояние от лицевой панели до центра тяжести каждой фигуры (рис 9, а), и расстояние до центра тяжести рассматриваемого элементарного слоя

с _ ГУ2 Ам у' - V =

По полученным данным определяется удерживающий момент относительно лицевой панели от действия всего массива засыпки за стенкой (как сумма моментов от действия каждого из элементарных слоев:

(4)

где - вес рассматриваемого слоя).

Задача отыскания уравнения линии а в каждой из плоскостей, разделяющих элементарные слои, по заданному очертанию фундаментной плиты и углу отклонения расчетной поверхности, решается методом конформных отображений (рис. 10).

Рис. 10. Отображение формы фундаментной плиты

Алгоритм построения отображения произвольного очертания

фундаментной плиты в общем случае описывается последовательностью (5):

1) дано: функция - форма фундаментной плиты в плане (в плоскости подошвы слоя х-у);

2) определение производной заданной функции (тангенсугла наклона касательной к графику функции);

3)расчет приращения координат каждой точки заданного отображения (прообраза);

ДУ = "-Агг-. ,(5)

4) определение координат образа на плоскости, находящейся на высоте АН от исходной (плоскость кровли слоя)

у = у + Лу = у +

п

5) результат: функция отображения заданной формы _ у = Г(и)[

на плоскость кровли слоя u-v

Таким образом, объем вовлекаемой в работу стенки сыпучей среды и, соответственно, величина обеспечиваемых засыпкой удерживающих сил зависят от принятой к расчету формы фундаментной плиты (рис. 9 а). В главе приводятся примеры построения отображения формы фундаментной плиты, заданной в виде прямой, параболы и окружности.

Разработанный алгоритм положен в основу компьютерной программы, предназначенной для определения удерживающих сил от действия засыпки при расчете устойчивости подпорных сооружений уголкового типа при любой форме фундаментной плиты в плане.

Далее в главе описан метод регулирования запаса устойчивости подпорного сооружения, основанный на свойстве уголковой конструкции вовлекать тем больший объем засыпки (на рис 8,6 условно ограниченный вертикалью и плоскостью, отклоняющейся от нее на угол 3), чем больше в пределах расчетной секции стенки длина очертания свободного края фундаментной плиты. Метод заключается в выборе формы фундаментной плиты, наиболее приемлемой при использовании окружающего сыпучего тела для сохранения эксплуатационных качеств подпорного сооружения.

Задача выбора формы фундаментной плиты, рациональной с точки зрения использования засыпки в обеспечении устойчивости стенки, решена перебором наиболее приемлемых к изготовлению форм. В результате при одинаковой площади верхней грани фундаментной плиты наибольший удерживающий момент обеспечивают плиты, имеющие в плане форму треугольника и трапеции. Фундаментные плиты, снабженные отверстиями и вырезами («перфорированные»), эффективнее плит традиционного прямоугольного очертания.

На рис. 11 приведены графики зависимости удерживающего момента от площади фундаментной плиты для указанных форм. Значения удерживающего момента приведены для высоты подпора к и длины расчетной секции стенки /, равных одному метру, площади плиты /-Мм2.

Характеристики засыпки соответствуют характеристикам воздушно-сухого! песка- Му,, [кНм]

Т

Рис. 11 Зависимость удерживающего момента от площади

верхней грани фундаментнойплиты

расчете формы — «коэффициент

0.4Р 0.6Р 0.8Р

Для оценки эффективности заданной при фундаментной плиты вводится условная величина эффективности ке», определяемая отношением удерживающего момента от действия засыпки при заданной форме фундаментной плиты к площади ее верхней грани:,

Сравнение эффективности различных форм фундаментной плиты с использованием введенной условной величины проводится при неизменных основных условиях расчета: одинаковая высота подпорной стенки для всех сравниваемых вариантов, неизменные физико-механические характеристики засыпки и площадь «расчетной секции» фундаментной плиты. Значения коэффициента эффективности различных очертаний фундаментной плиты для стенки с высотой подпора один метр приведены на рис. 11.

Поставленный в зависимость от вылета фундаментной плиты (ширина Ъ на рис.8), коэффициент эффективности к* треугольной и трапециевидной форм, а также перфорированных фундаментных плит при одинаковой длине / расчетной секции превосходит ке прямоугольной формы (значения ке для й=/=6=1м, и физико-механических характеристик песка для различных форм приведены на рис. 12).

Рис.12 Значенияке формы фундаментной плиты при одинаковой ширине плиты Ь

В главе обозначена область применения предлагаемого метода регулирования устойчивости изменением формы фундаментной плиты в общей последовательности конструирования уголковых подпорных сооружений. Метод применим на этапе поверочных расчетов, когда соблюдение условия устойчивости требует корректировки предварительных размеров подошвы фундаментной плиты, ориентировочно подобранных исходя из начальных условий строительства.

В пятой главе описаны натурные экспериментальные исследования, проведенные с целью уточнения данных модельных испытаний и сделанных на их основе выводов.

За основу схемы проведения натурных экспериментов принята отлаженная схема модельных опытов, при которой системе «стенка-грунт» сообщалась моментная нагрузка, вызывающая поворот стенки вокруг нижнего неподвижного ребра.

Экспериментальная установка (рис. 13,а) включает:

- выполненную из металлоконструкций подпорную стенку уголкового профиля высотой 1.5 м, установленную в железобетонный грунтовый лоток (узел сопряжения нижнего пояса стенки и основания лотка - шарнирный);

- загрузочно-регистрирующее устройство с силоизмерительным прибором (сконструированный динамометр, предназначенный для измерения опрокидывающей силы) - рис. 13,6;

- комплекс прогибомеров для измерения перемещений, позволяющий фиксировать перемещения верха ограждающей панели и момент перехода системы в состояние предельного равновесия.

I

гис. 13. Экспериментальная установка к проведению натурных испытании а -схема поперечного сечения; б-загрузочно-регистрирующееустройство (вид сверху), 1 - подпорная стенка; 2 —упоры; 3 — динамометр; 4—прогибомер Максимова;

5 - стальной трос; б - домкрат; 7 - стенки лотка; 8 - шарнир Фундаментная плита стенки для обеспечения возможности варьирования формы выполнена сборной, из отдельных железобетонных плит, постановкой и удалением которых можно добиться изменения сплошной прямоугольной формы на треугольную, и плиту с отверстиями (рис. 14,6). В качестве обратной засыпки (заполнение грунтового лотка)

использован воздушно - сухой песок средней крупности. Удельный вес песка у = 14.6 кН/м3, угол внутреннего трения (р =30°.

Предварительно для экспериментальной подпорной стенки вычислен расчетный удерживающий момент Мудр, обеспечиваемый грунтом засыпки для каждой из испытываемых форм фундаментной плиты. Расчет проведен с использованием разработанной методики определения нагрузки сыпучего тела, с учетом установленного в результате модельных испытаний угла отклонения второй поверхности скольжения, с применением предложенного метода определения удерживающих сил при любой форме фундаментной плиты в плане (расчетная схема на рис. 14,а).

По замеренной в ходе эксперимента предельной опрокидывающей силе из условия равенства удерживающего и опрокидывающего моментов определялась величина действительного (предельного) удерживающего момента Мудэкс, обеспечиваемого засыпкой для стенки с заданной формой фундаментной плиты.

Если действительный удерживающий момент превосходит расчетный с необходимым запасом надежности, то теоретический расчет (проведенный с использованием предложенного метода определения нагрузки) выполнен верно, и данные о величине вовлекаемого в работу стенки объема засыпки, полученные в ходе модельных испытаний, подтверждаются. Значения удерживающего момента, полученного расчетом, и установленного в результате эксперимента для каждого из трех испытаний приведены в таблице:

таблица 2

прямоугольная фундаментная плита фундаментная плита с отверстием треугольная фундаментная плита

Мудр, кНм 21.07 20.74 12.33

МУ„Э,!С, кНм 29.38 29.22 17.16

В результате натурных испытаний устойчивости действительный удерживающий момент с необходимым запасом соответствует расчетному, вычисленному по предложенной методике оценки устойчивости уголкового подпорного сооружения против поворота вокруг нижнего неподвижного ребра, что показывает надежность составляющих ее метода определения нагрузки, выводов о величине вовлекаемого в работу стенки объема окружающей засыпки и метода определения обеспечиваемых засыпкой удерживающих сил при любой форме фундаментной плиты в плане.

В заключении перечислены результаты работы и задачи дальнейших исследований. Основные результаты работы:

1. Определена схема разрушения сыпучего тела (засыпки) в предельном состоянии при потере устойчивости уголкового подпорного сооружения поворотом относительно нижнего неподвижного ребра;

2. Разработан метод определения активного давления сыпучего тела на уголковую подпорную конструкцию, соответствующий установленной схеме разрушения засыпки;

3. Экспериментально установлено положение проходящей в сыпучей среде поверхности скольжения, отделяющей участвующий в работе уголкового подпорного сооружения массив засыпки. Указанная поверхность проходит через свободный край фундаментной плиты и отклоняется от вертикали в сторону от сооружения на угол, равный для сыпучих грунтов не менее половины угла внутреннего трения: с надежностью 99% 9 = <р/2\

4. Для подпорных стен уголкового профиля разработана методика определения обеспечиваемого засыпкой удерживающего момента относительно внешней наружной грани стенки для заданных физико-механических характеристик грунта, при любом очертании свободного края фундаментной плиты (при любой форме плиты в плане). Разработанная на основе конформных отображений, методика позволяет также определять удерживающий стенку от опрокидывания объем сыпучего тела;

5. Разработано программное обеспечение предложенной методики с использованием современных вычислительных средств, составлены пояснения и рекомендации к программе;

6. Установлено, что площадь верхней грани фундаментной плиты не является единственным параметром уголковой подпорной стенки, обеспечивающим образование необходимых удерживающих сил за счет работы засыпки. Влияние на устойчивость уголковой подпорной стенки оказывает также форма ее фундаментной плиты, поскольку от формы зависит величина вовлекаемого в работу стенки объема сыпучего тела;

7. Разработан метод регулирования устойчивости подпорных сооружений уголкового профиля варьированием формы фундаментной плиты.

Исследовано влияние формы и размеров фундаментной плиты уголковой подпорной стенки на величину обеспечиваемого засыпкой удерживающего момента, разработан критерий оценки эффективности формы фундаментной плиты;

8. С целью исследования устойчивости уголковых подпорных сооружений реальных размеров запроектирована и осуществлена стационарная экспериментальная установка. Сконструированы силовые и измерительные приборы, входящие в состав предложенной экспериментальной установки. С целью уточнения данных модельных испытаний проведены натурные испытания устойчивости подпорных сооружений уголковой конструкции;

9. Проведены обследования существующих конструкций уголковых подпорных сооружений, установлены особенности их работы при взаимодействии с засыпкой, выполнен анализ характера разрушений;

10. Разработана классификация подпорных сооружений по степени участия засыпки в деле сохранения их эксплуатационных качеств.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1 .Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А. Типы подпорных стен и способы вовлечения в их работу грунтов засыпки.//Научно-техническая конференция «Вологдинские чтения». Архитектура и строительство /Тезисы докладов, вып. 2 - Владивосток: ДВГТУ, 1998. - С.45.

2. Цимбельман Н.Я. Расчет уголковых подпорных стен с учетом работы окружающего грунта.//Научно-техническая конференция «Вологдинские чтения». Архитектура и строительство /Тезисы докладов, вып. 2 -Владивосток: ДВГТУ, 1998. - С. 46-48.

3. Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А. Методика определения объема окружающего грунта, вовлекаемого в работу уголковой подпорной стенки на устойчивость.//Научно-техническая конференция «Вологдинские чтения». Архитектура и строительство/Тезисы докладов. - Владивосток: ДВГТУ, 1999. - С. 43-45.

4.Стоценко А.А., Доценко СИ., Цимбельман Н.Я. Подпорные стены во Владивостоке //Строительный вестник Приморья; № 2,1999.

5. Tsimbelman N., Stotsenko A. Research of functioning an L-type retaining wall with provision for surrounding soil //Young people & scientific-technical progress/Congress materials. Part II. - Vladivostok: FESTU, 1999. - Pp. 85-86.

6. Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А. Давление сыпучего тела на уголковые подпорные стенкиУ/Повышение качества строительных работ, материалов и проектных решений. /Сборник трудов БГИТА; вып. 2. - Брянск: БГИТА, 2000 - С. 352-356.

7. Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А. Уголковые подпорные стенки с перфорированной фундаментной плитой.// Научная конференция «Воло-гдинские чтения». Строительство/ Материалы конференции. - Владивосток: ДВГТУ,2000.-С. 37-38.

8. Tsimbelman N., Stotsenko A. Ground Pressure on L-type Retaining Walls// Pacific Science Review. Volume two. - Kangnam University: Republic of Korea, 2000.-Pp. 85-87.

9. Цимбельман Н.Я. Снижение материалоемкости подпорных стен уголкового типа/ЛИ Международная научно-практическая конференция «Наука-Техника-Технологии на рубеже третьего тысячелетия»/Сборник докладов. - Находка: ИТИБ, 2001. - С. 7 - 8.

10. Цимбельман Н.Л. Исследование работы уголковых подпорных стен с учетом окружающего грунта/Тезисы докладов областной 58-й научно-технической конференции. - Самара: СамГАСА, 2001. - С. 320.

11. Цимбельман Н.Я. Снижение материалоемкости фундаментных плит в конструкциях подпорных стен уголкового профиля// Сборник трудов международной научно-технической конференции «Современные проблемы фундаментостроения». - Волгоград: ВолгГАСА, 2001. - С.76-78.

12. Цимбельман Н.Я. Разрушения подпорных стен. //Труды ДВГТУ; вып. 130 - Владивосток: ДВГТУ, 2001. - С. 159-161.

13. Цимбельман Н.Я., Шапневская А.Ю., Шарапова Т.В. Механика уголковых и армогрунтовых подпорных стен. //Труды XXXI Уральского семинара «Механика и процессы управления». - Екатеринбург: УроРАН, 2001.-С. 146-152.

14. Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А. Расчет и конструирование уголковых подпорных стенок с учетом работы окружающего грунта//Известия вузов, «Архитектон». - Екатеринбург: УралГАХА, 2001. -С.132-145.

15. Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А. Силоизмерительный прибор (динамометр). //Четвертая всероссийская научно-техническая конференция «Методы и средства измерений»/ Материалы конференции. - Нижний Новгород: МВВО АТН РФ, 2002. - С. 6-7.

16. Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А., Хапрова И.И., Шапневская А.Ю. Разрушения подпорных стен. // Экологический вестник Приморья; № 1,2002.

17. Цимбельман Н.Я. Анализ работы уголковых подпорных стен с учетом окружающего грунта.// Международная научная конференция аспирантов и студентов института архитектуры и строительства ХГТУ «Новые идеи нового века»/ Сборник тезисов. - Хабаровск: ХГТУ, 2002. - С. 300-303.

18. Цимбельман Н.Я. Взаимодействие уголковой подпорной стенки с грунтом при потере устойчивости.// Региональная научно-техническая

конференция «Молодежь и научно-технический прогресс»/ Сборник докладов. - Владивосток: 2002. - С. 349.

19. Цимбельман Н.Я. Датчик измерения усилий в цепи нагрузки.// Научная конференция «Вологдинские чтения». Архитектура и строительство/ Материалы конференции. - Владивосток: ДВГТУ, 2002. - С.45-47.

20. Цимбельман Н.Я. Изучение взаимодействия уголковой подпорной стенки с грунтом при потере ее устойчивости.// Образование. Наука. Производство. Сб. тез. докл. II Международного студенческого форума. -Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2004. - 4.5, - С. 114.

21. Полезная модель 19061 РФ, МКИ 7 Е02 D29/02. Облицовка подпорной стенки/ Шапневская А.Ю., Стоценко А.А., Доценко СИ., Цимбельман Н.Я., Хапрова И.И. - № 2001102453/20; заявл. 29.01.2001; опубл 10.08.2001 Бюл№22; приоритет 29.01.2001.

22. Полезная модель 19062 РФ, МКИ 7 Е02 D29/02. Армирующий элемент/ Шапневская А.Ю., Стоценко А.А., Доценко СИ., Цимбельман НЛ., Хапрова И.И. - № 2001102454/20; заявл. 29.01.2001; опубл 10.08.2001 Бюл №22; приоритет 29.01.2001.

23. Патент на изобретение 2200797 РФ, МКИ 7 Е02 D29/02. Армирующий элемент/ Шапневская А.Ю., Стоценко А.А., Доценко СИ., Цимбельман Н.Я., Хапрова И.И. - № 2001102642/03; заявл. 29.01.2001; опубл 20.03.2003 Бюл №8; приоритет 29.01.2001.

Подписано в печать 01.09.04. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1.4. Уч.-изд. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ 122.

Типография издательства ДВГТУ, 690950. Владивосток, Пушкинская, 10

»174 12

РНБ Русский фонд

2005-4 12816

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Анализ конструктивных схем, задач и методов расчета сооружений, взаимодействующих с сыпучей средой и вовлекающих ее в работу.

1.1. Типы сооружений, взаимодействующих с окружающей засыпкой.

1.2. Классификация подпорных стенок.

1.3. Анализ технического состояния существующих подпорных стенок.

1.4. Задачи расчета и проектирования подпорных сооружений уголкового типа. Существующие методы расчета.

ГЛАВА 2. Анализ разрушения сыпучего тела при повороте уголкового подпорного сооружения вокруг нижнего неподвижного ребра.

2.1. Основные методы определения опрокидывающих и удерживающих сил при оценке устойчивости уголковой подпорной стенки.

2.2. Описание взаимодействия уголковой подпорной стенки и сыпучего тела при повороте стенки, качественные экспериментальные исследования устойчивости уголковой стенки.

2.3. Расчетная схема определения нагрузки на уголковую подпорную стенку при повороте ее относительно нижнего неподвижного ребра.

ГЛАВА 3. Экспериментальное определение объема сыпучего тела, вовлекаемого подпорным сооружением уголкового типа в работу на устойчивость.

3.1. Постановка модельных испытаний.

3.2. Проведение и обработка экспериментальных исследований.

ГЛАВА 4. Метод регулирования устойчивости подпорных сооружений уголкового типа.

4.1. Основы приближенного метода расчета удерживающих сил от действия сыпучего тела, вовлекаемого в работу уголковой подпорной стенки на устойчивость.

4.2. Теория построения отображения формы фундаментной плиты

4.3. Исследование приближенного метода определения объема сыпучего тела, вовлекаемого в работу уголковой подпорной стенки на устойчивость.

4.4. Метод регулирования устойчивости подпорных сооружений уголкового типа изменением формы фундаментной плиты.

ГЛАВА 5. Натурные экспериментальные исследования устойчивости подпорных сооружений уголкового типа.

5.1. Постановка натурных экспериментов

5.2. Оборудование и материалы испытаний.

5.3. Процесс измерений и результаты обработки экспериментов.

Подпорные сооружения различных конструктивных решений являются неотъемлемой частью архитектурного облика городов, возведенных на сложном гористом рельефе. Основная функция подпорных сооружений — удержание грунтового массива от обрушения - позволяет применять их при решении большинства задач вертикальной планировки местности.

Во Владивостоке, например, в течение всего времени его становления, возведены сотни подпорных сооружений различных типов. Сооружения, возведенные в конце XIX, начале XX веков, эксплуатируются и в настоящее время, и требуют восстановления, как правило, только в случае изменения условий их эксплуатации. В период интенсивного строительства города в шестидесятых годах двадцатого столетия создана развитая промышленная база производства сборных и монолитных железобетонных конструкций. Возросшие темпы строительства и объемы строительных работ требовали появления новых экономичных конструктивных решений подпорных сооружений, позволяющих более полно вовлекать в работу окружающую засыпку. В результате большая часть возведенных в регионе подпорных сооружений — это сборные и монолитные подпорные стенки уголкового типа, состоящие из двух основных элементов: вертикальной (ограждающей) панели и горизонтальной (фундаментной) плиты.

Вследствие низкой материалоемкости (см. Приложение 1) и большого разнообразия конструктивных решений подпорные стенки уголкового профиля нашли применение в промышленном, гражданском, транспортном и гидротехническом строительстве, и практически полностью заменили стенки гравитационные, выполненные из природного камня или бетонных фундаментных блоков.

На основных стадиях проектирования расчет любых сооружений и, в том числе, подпорных стен, заключается в оценке их эксплуатационных качеств, основные среди которых - прочность и устойчивость. В работе изучается проблема устойчивости1 уголковых подпорных стен, как взаимодействующих с засыпкой сооружений, в которых грунтовая среда (засыпка) занимает значительный объем. Оценка эксплуатационных качеств вообще представляет собой сравнение двух состояний внутренних связей материала: рабочего и предельного. Для получения количественных характеристик рабочего состояния, максимально возможных при эксплуатации сооружения (действующих напряжений, перемещений и т.д.) необходимо решить проблему нагрузки на сооружение. Нагрузка представляет собой усилия в связях между сооружением и средой, то есть в связях между подпорной стенкой и окружающим грунтом засыпки, если среда находится в предельном состоянии. Таким образом, для решения проблемы нагрузки необходимо отделить сооружение от среды (решить вопрос о положении грани, разделяющей сооружение и засыпку), то есть установить действительную схему разрушения сыпучего тела в предельном состоянии.

Среди существующих теорий определения нагрузки сыпучего тела на ограждение наиболее распространенной остается предложенная в восемнадцатом веке теория Ш. Кулона. Теория Кулона в большинстве случаев применяется для гравитационных подпорных стен, практически не вовлекающих окружающую засыпку в работу. Границей раздела гравитационного сооружения и сыпучей среды является поверхность их непосредственного контакта (обращенная к засыпке поверхность стены - напорная грань). Согласно теории, система приходит в состояние предельного равновесия при сдвиге подпорной стенки от грунта: при этом от массива засыпки отделяется клин (призма обрушения), одна из граней которого - известна (напорная грань сооружения), вторая находится из условия максимума давления на стенку.

1 Здесь и далее под устойчивостью понимается устойчивость положения, т.е. способность сооружения сохранять свое первоначальное положение, всегда пребывать при малых посторонних возмущениях близко к исходному невозмущенному состоянию и возвращаться к нему полностью, если случайные причины, вызвавшие возмущение сооружения, исчезают

Более общий метод определения нагрузки на подпорную стенку, предложенный В.В. Соколовским, предполагает, что сыпучее тело за подпорной стеной целиком находится в предельном напряженном состоянии. Приближенный численный метод решения исходных дифференциальных уравнений и уравнений предельного напряженного состояния позволяет определить положение возникающих в грунте линий скольжения. Применение теории Соколовского достаточно трудоемко и требует в общем случае множества вычислений, поэтому на похожих идеях разработан графический способ определения давления сыпучего тела на подпорные стены (метод С.С. Голушкевича). Иные, не столь широко распространенные теории, а также развитие упомянутых методов определения нагрузки представлены в работах В.Г. Березанцева, Н.П. Пузыревского, Г.К. Клейна, Е.А. Гаврашенко, М.Е. Кагана, З.В. Цагарели и многих других).

Для гравитационных подпорных стен расчетные значения давления, определенные на основе теории Кулона, в основном согласуются с данными экспериментов [84].

Для случая уголковых подпорных стен, когда обе поверхности скольжения, ограничивающие сползающую призму, проходят внутри засыпки, экспериментальные значения давления на напорную грань с теоретическими расчетами согласуются хуже [20].

Общепринятая гипотеза определения давления на стены уголкового профиля, разработанная в рамках строительной механики сыпучих тел, состоит в том, что давление следует определять как для случая пологих подпорных стенок, прибавляя вес пристенной призмы грунта к собственному весу стенки [47,57]. При горизонтальной поверхности засыпки сползающая призма оказывается симметричной относительно вертикали, проходящей через свободный край фундаментной плиты (рис 0.1а). В этом случае на указанной вертикальной поверхности отсутствуют сдвигающие силы и действует только горизонтальная сила давления засыпки, такая же, как на вертикальную гладкую стену (треугольник сил на рис.0.1 в). Таким образом, согласно принятой теории вес вовлекаемой в работу засыпки учитывается в объеме пристенной и половины сползающей призмы (рис 0.1 г).

Схема к определению нагрузки на уголковую подпорную стенку а - симметричная призма обрушения; б - равновесие призмы обрушения; г - треугольник сил; д - эквивалентная расчетная схема

Однако можно заметить, что если во всех случаях следовать традиционной теории, то приложенная к системе «стенка - засыпка» моментная нагрузка должна быть равна сумме моментов сил удержания и опрокидывания при условии пребывания системы в состоянии предельного равновесия. Проведенные предварительные опыты показывают, что необходимо приложить в два-три раза больший момент, чтобы привести уголковую стенку в предельное состояние поворотом вокруг фиксированной точки (в ходе качественного эксперимента выяснилось, что при опрокидывании стенка вовлекает в работу объем окружающего грунта, расположенного не только непосредственно над горизонтальной плитой). Наиболее вероятная и существенная причина, объясняющая это явление, состоит в следующем: указанные теории определения нагрузки и в том числе теория, закрепленная в нормативных материалах, предполагают в качестве предпосылки к последующему разрушению засыпки небольшой сдвиг стенки в сторону активного давления. Поэтому несоответствие экспериментальных запасов устойчивости стенки расчетным объясняется тем, что при опрокидывании уголковая стенка по-иному взаимодействует с засыпкой, нежели при сдвиге, возникает а)

Рис. 0.1 другая схема разрушения засыпки, и, соответственно, вопрос о применимости рассмотренного метода определения нагрузки при расчете устойчивости подпорной стенки на опрокидывание требует дальнейшей проработки.

Существует множество подпорных сооружений с выступами и консолями в сторону засыпки (в том числе уголковые и комбинированные контрфорсные подпорные стенки), закрепляемых от линейных смещений (сдвигов) конструктивными способами (устройством свай, специальных упоров (зубов) в горизонтальной плите, заглублением плиты в грунт, заменой грунта основания, устройством дополнительной анкерной плиты и другими). Оценка устойчивости таких сооружений должна во многом определяться невозможностью поворота (опрокидывания) конструкции под действием давления сыпучего тела.

Зачастую и для уголковых стенок типовых конструкций, смещение фундаментных плит которых по подошве исключено вследствие устройства с внешней стороны насыпей, дорог, дренажных каналов и других сооружений, должна быть выполнена проверка устойчивости против опрокидывания вокруг нижнего неподвижного ребра.

Характер и особенности взаимодействия с засыпкой уголковых и иных подпорных стенок, снабженных консольными плитами, можно также проследить, проанализировав состояние возведенных, эксплуатируемых в настоящее время сооружений. Несколько последних лет кафедра теории сооружений ДВГТУ внимательно следит за поведением подпорных стен, построенных в городе Владивостоке и других населенных пунктах Дальневосточного региона. За это время накоплен уже достаточно обширный опыт обследования подпорных стен: обследовано около семидесяти стенок уголкового профиля, в той или иной мере утративших свои эксплуатационные качества. Анализ разрушений показал, что стенки, испытывающие неблагоприятные изменения условий эксплуатации, разрушаются, прежде всего, из-за сниженного в процессе производства, монтажа и эксплуатации, уровня прочности элементов конструкции (см. Приложение 2). Изменение физико-механических свойств засыпки приводит к возрастанию нагрузки на стенку, и влечет за собой потерю прочности.

Разрушения подпорных стенок, для которых соблюдаются условия нормальной эксплуатации (когда свойства засыпки и другие параметры соответствуют проектным), вероятнее всего являются следствием несоответствия принятой расчетной схемы стенки реальным условиям работы конструкции: особенности взаимодействия уголковой стенки с окружающим сыпучим телом при ее опрокидывании обеспечивают более высокие значения активного давления засыпки, нежели предполагается принятыми методиками расчета.

Таким образом, для определения нагрузок от сыпучего тела, (учитываемых как при оценке прочности отдельных элементов конструкции, так и при определении удерживающих и опрокидывающих сил), необходимо разработать метод, учитывающий особенности взаимодействия подпорного сооружения уголкового типа с засыпкой при его опрокидывании.

При проектировании по существующим методикам устойчивость уголковых подпорных сооружений регулируется в основном за счет изменения вылета (ширины) горизонтальной фундаментной плиты, т.е. за счет изменения объема ее материала. Установленная действительная картина разрушения засыпки при повороте уголковой конструкции вокруг нижнего неподвижного ребра, выявленные особенности взаимодействия сооружения с засыпкой для такого вида предельного состояния, позволят выяснить, как можно «управлять» силами удержания, разработать методы совершенствования конструктивных решений подпорных сооружений.

Необходимо разработать метод, позволяющий путем преобразования конструкции основного силового элемента уголковой конструкции (горизонтальной фундаментной плиты) влиять на объём вовлекаемого в работу сооружения окружающего сыпучего тела, и таким образом регулировать устойчивость подпорного сооружения без значительного изменения материалоемкости конструкции.

Таким образом, в работе необходимо:

1. определить схему взаимодействия подпорного сооружения уголкового типа и сыпучего тела при повороте сооружения относительно нижнего неподвижного ребра, и разработать соответствующий метод определения нагрузки для этого вида предельного состояния;

2. разработать прикладной конструктивный способ, позволяющий за счет выявленных особенностей совместной работы сооружения с засыпкой усовершенствовать уголковую конструкцию путем видоизменения основного ее силового элемента — фундаментной плиты.

Цель работы: построение гипотезы предельного состояния сыпучей среды при повороте подпорного сооружения уголкового типа относительно нижнего неподвижного ребра, и разработка на основе предложенной гипотезы метода определения нагрузки на сооружение и управления его устойчивостью.

Реализация цели потребовала решения следующих задач:

1. классифицировать подпорные сооружения по степени вовлечения в их работу окружающей засыпки;

2. провести анализ разрушений возведенных подпорных сооружений уголкового типа;

3. оценить достоверность существующих методов расчета устойчивости и определения нагрузки сыпучего тела на уголковые подпорные стенки;

4. определить схему взаимодействия подпорного сооружения уголкового типа и сыпучего тела при повороте сооружения относительно нижнего неподвижного ребра;

5. разработать методику определения давления на уголковую подпорную конструкцию на основе предложенной гипотезы перехода системы «подпорное сооружение-засыпка» в предельное состояние;

6. определить объем окружающего сыпучего тела, вовлекаемого в работу подпорного сооружения на устойчивость, на малых моделях и в натурных условиях;

7. разработать методику расчета удерживающего момента и определения обеспечивающего его объема окружающего сыпучего тела, при любой форме фундаментной плиты сооружения в плане;

8. разработать программное обеспечение, реализующее предлагаемую методику для современных вычислительных средств;

9. разработать инженерный способ управления устойчивостью уголкового подпорного сооружения с учетом особенностей его взаимодействия с засыпкой и работы основного силового элемента — фундаментной плиты;

10. исследовать влияние формы и размеров фундаментной плиты на величину обеспечиваемого засыпкой удерживающего момента в расчетах устойчивости подпорных сооружений уголкового профиля и разработать критерии оценки эффективности формы фундаментной плиты.

Работа содержит 145 страниц машинописного текста, 100 рисунков, 14 таблиц, 5 приложений, библиографию из 136 наименований.

Результаты работы. В ходе работы, направленной на достижение поставленной цели, получены следующие основные результаты:

1. Определена схема разрушения сыпучего тела (засыпки) при потере устойчивости уголковой подпорной стенки поворотом относительно нижнего неподвижного ребра;

2. Разработан метод определения активного давления сыпучего тела на уголковую подпорную стенку, соответствующий установленной схеме предельного состояния засыпки при повороте стенки относительно нижнего неподвижного ребра;

3. Разработана методика проведения модельных экспериментальных исследований устойчивости уголковых стенок. Сконструирован грунтовый лоток, часть использованной при проведении экспериментов силовой и регистрирующей аппаратуры;

4. Экспериментально установлено положение поверхности скольжения, отделяющей участвующий в работе уголковой подпорной стенки объем сыпучего тела от остального массива засыпки при повороте стенки относительно нижнего неподвижного ребра. Указанная поверхность проходит через свободный край фундаментной плиты и отклоняется от вертикали в сторону от стенки на угол, равный половине угла внутреннего трения грунта засыпки: «9 = (р/2 с надежностью, близкой к единице;

5. Для подпорных стен уголкового профиля разработана методика определения объема окружающего сыпучего тела, вовлекаемого в работу стенки на устойчивость. В рамках предложенной методики разработан алгоритм построения отображения формы фундаментной плиты с целью определения очертания массива засыпки, участвующего в образовании удерживающих сил, в зависимости от формы фундаментной плиты. Разработанная на основе конформных отображений, методика позволяет определять удерживающий стенку от опрокидывания массив засыпки (с учетом действия сыпучего тела, расположенного не только непосредственно над фундаментной плитой), а также удерживающий момент относительно внешней наружной грани стенки для заданных физико-механических характеристик засыпки, при любом очертании свободного края фундаментной плиты (при любой форме плиты в плане);

6. Разработано программное обеспечение предложенной методики с использованием современных электронно-вычислительных средств, составлены пояснения к программе;

7. Установлено, что площадь верхней грани фундаментной плиты не является единственным параметром уголковой подпорной стенки, обеспечивающим образование необходимых удерживающих сил за счет работы засыпки. Влияние на устойчивость уголковой подпорной стенки оказывает также форма ее фундаментной плиты, поскольку от формы зависит величина вовлекаемого в работу стенки на устойчивость объема окружающего сыпучего тела;

8. Исследовано влияние формы и размеров фундаментной плиты уголковой подпорной стенки на величину обеспечиваемого засыпкой удерживающего момента в расчетах устойчивости подпорных стен уголкового профиля, разработан критерий оценки эффективности формы фундаментной плиты. Установлено, что при прочих равных условиях наибольший удерживающий момент обеспечивают плиты, имеющие в плане треугольную и трапециевидную форму. Фундаментные плиты, снабженные отверстиями и вырезами («перфорированные»), с точки зрения вовлечения в работу стенки окружающего сыпучего тела эффективнее плит традиционного прямоугольного очертания;

8. С целью исследования устойчивости уголковых подпорных стен реальных размеров (натурные эксперименты) запроектирована и осуществлена стационарная экспериментальная установка. Сконструированы силовые и измерительные приборы, входящие в состав предложенной экспериментальной установки.

9. Проведены обследования существующих конструкций уголковых подпорных стен, установлены особенности их работы при взаимодействии с грунтом засыпки, выполнен анализ характера разрушений;

10. Разработана классификация подпорных сооружений по степени участия засыпки в деле сохранения их эксплуатационных качеств.

Задачи дальнейших исследований. Дальнейшие исследования в области изучения устойчивости уголковых подпорных стен должны быть направлены на уточнение методики определения нагрузки на стенку от грунта засыпки.

Согласно известным теориям (в том числе теории Ш. Кулона) расчет давления производится для секции подпорной стенки длиной один метр, имеющей в направлении длины неизменные свойства и размеры поперечного сечения. Поэтому в составе предполагаемой методики расчета давления интерес представляет задача определения давления грунта на уголковую подпорную стенку с фундаментной плитой сложной формы, то есть решение пространственной задачи расчета давления в рамках теории Кулона или теории предельного напряженного состояния (теория В.В. Соколовского).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель выполненной работы. Общепринятые теории определения нагрузки грунтовой среды на уголковые подпорные стенки (теория Кулона, Соколовского и др.)> предполагают в качестве способа приведения стенки в состояние предельного равновесия ее сдвиг в сторону активного давления. Опыты показывают, что необходимо приложить нагрузку, в два-три раза превышающую полученную расчетом по упомянутым теориям, чтобы привести стенку в состояние предельного равновесия поворотом вокруг фиксированной точки: при опрокидывании уголковая стенка иначе взаимодействует с грунтом, нежели при сдвиге, возникает другая схема разрушения засыпки, изменяется вводимая в расчет величина активного давления засыпки.

Отличные от принятых при расчете значения давления грунта на уголковые подпорные стенки, закрепленные конструктивными способами от горизонтального смещения, но никак не ограниченные против поворота, мы видим в качестве одной из причин неудовлетворительного технического состояния стенок, выражающегося в преждевременной потере прочности материала конструкции.

Цель работы состояла из двух основных частей: первая часть — разработать метод определения нагрузки, учитывающий особенности взаимодействия уголковой подпорной стенки с окружающим сыпучим телом при ее повороте относительно нижнего неподвижного ребра.

Вторая составляющая цели работы - разработать метод, позволяющий путем преобразования конструкции основного силового элемента уголковой стенки (фундаментной плиты) влиять на объём вовлекаемого в работу окружающего сыпучего тела, и таким образом регулировать устойчивость стенки без изменения материалоемкости конструкции, конструктивными приемами перераспределения связей материала фундаментной плиты, то есть за счет преобразования ее формы.

1. Баранов Д.С. О некоторых обобщениях в области измерения давления в грунтах //Экспер. исслед. инж. сооружений. - М.: Наука, 1973.

2. Баршевский Б.Н. О модуле деформации и коэффициенте Пуассона несвязного грунта //Труды Ленингр. инж.-эконом. ин-та, вып. 57, часть II. -Л., 1965.

3. Беспрозванная И.М. Деформационный расчет подпорных стен. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1968.

4. Бугаев В.Т. Исследование давления грунта на гравитационные причальные сооружения с учетом их перемещений в процессе образования засыпки. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн.наук. Одесса: ОИИМФ, 1973.

5. Бугров А.К. О решении смешанной задачи теории упругости и теории пластичности грунтов //Основания, фундаменты и механика грунтов. 1974. -№6.

6. Будин А.Я. Тонкие подпорные стенки. Л.: Стройиздат, 1974.

7. Быковский В.Н. Расчет давления сыпучего тела на ограждения с учетом их подвижности. Научные доклады Высшей школы //Лесоинженерное дело.-1958.- №1.

8. Варгин М.Н. Исследование взаимодействия грунтовой засыпки и причальных сооружений типа жестких стен в условиях водной среды. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Одесса: ОИИМФ, 1971.

9. Временные технические указания по проектированию и строительству подпорных стенок в условиях г. Владивостока./Под ред. В.И. Федорова и П.И. Штительмана. Владивосток: Промстройниипроект, 1974.

10. Ю.Гаргер Б.И. Исследование взаимодействия горных пород с ограждающими сооружениями методами механики зернистых сред. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Воронеж: ВИСИ, 1970.

11. Гениев Г.А. Об одном варианте теории сыпучей среды //Строительная механика и расчет сооружений. 1965. - №6.

12. Гильман Я.Д., Василенко А.С. О расчете напряжений в основании, ограниченном жесткой стенкой //Основания, фундаменты и механика грунтов. Мат лы III Всес. совещания. - Киев: Будивельник, 1971.

13. З.Глотов Н.М., Рябинский А.С. О характере распределения активного давления несвязного грунта по высоте жесткой подпорной стены //Сб. трудов, вып. 36.- М.: ЦНИИС, 1970.

14. Глушков Г.И. Расчет сооружений, заглубленных в грунт. М.: Стройиздат, 1977.-295 с.

15. Гольштейн М.Н., Дудинцева И.Л., Дорфман А.Г. Применение вариационного метода к расчету давления грунта на подпорные стены // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1969.- №4.

16. Давиденков Н.Н. О давлении земли на подпорные стены (современное положение вопроса и программа желательных опытов). Л.: Гос. тип. им. И. Федорова, 1927.

17. Давыдов С.С. Расчет и проектирование подземных конструкций. М.: Стройиздат, 1950.

18. Джоунс К. Сооружения из армированного грунта. М.: Стройиздат, 1980.

19. Довгаленко А.Г. О выборе масштаба и возможности несоблюдения геометрического подобия при моделировании взаимодействия грунта и сооружения //Труды Союзморниипроекта, вып. 12. М., 1966.

20. Дуброва Г.А. Взаимодействие грунта и сооружений. Расчеты нагрузок от несвязных грунтов на гидротехнические сооружения с учетом деформаций. -М.: Речной транспорт, 1963.

21. Дуброва Г.А. Методы расчета давления грунтов на транспортные сооружения. М.: Транспорт, 1969.

22. Емельянов Л.М., Виноградов С.В. Экспериментальное изучение бокового давления сыпучей среды при перемещениях ограждения //Труды МГМИ, том 34.- М., 1971.

23. Емельянов Л.М. Расчет подпорных сооружений. М.: Стройиздат, 1987. -288 с.

24. Емельянов JI.M. Расчет тонких подпорных стен: Учебное пособие. М.: Стройиздат, 1972.

25. Жаркова Н.Н. Расчет конструкций причальной набережной уголкового типа: Учебное пособие. Владивосток: ДВПИ, 1975. - 39 с.

26. Жемочкин Б.Н. Расчет балок на упругом полупространстве. М.: изд. ВИА, 1937.

27. Каган М.Е. О давлении на подпорную стенку при нелинейном его распределении //Строительная механика и расчет сооружений. I960.- №6.

28. Канканян Г.П. Определение величины угла обрушения и давления сухого песка на подпорную стенку //Журнал технической физики, том 7, вып. 24.1937.

29. Клейн Г.К. Расчет подпорных стен. М.: Высшая школа, 1964.

30. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. М.: Стройиздат, 1977. -256 с.

31. Корчагин Е.А. Оптимизация конструкций подпорных стенок. — М.: Стройиздат, 1980.

32. Лазебник Г.Е., Чернышева Е.И. О некоторых ошибках при опытном определении давления грунта на модели подпорных стенок //Гидротехническое строительство. 1968.- №4.

33. Лазебник Г.Е., Сиволап П.Г. Исследование бокового давления несвязных грунтов «в состоянии покоя» различными методами //Сб. «Основания и фундаменты», вып. 6. Киев: Будивельник, 1973.

34. Лиам Финн В.Д., Троицкий А.П. Расчет напряжений и деформаций плотин из местных материалов, земляных откосов и их оснований методом конечных элементов //Гидротехническое строительство. 1968,- №6.

35. Лубенов Р.В. Результаты экспериментальной проверки некоторых положений по определению распорного давления грунта на подпорную стенку //Труды ОИИМФ, вып. 13. Одесса, 1957.

36. Лубенов Р.В., Яковлев П.И. Исследование давления грунта с равномерно распределенной нагрузкой на неподвижную стенку. ММФ СССР ОУЗ. Научные труды //Гидротехника, вып.2. М.: Транспорт, 1962.

37. Лубенов Р.В., Яковлев П.И. Влияние поступательного перемещения вертикальной стенки на величину распорного давления грунта и на его напряженное состояние. ММФ СССР ОУЗ. Научные труды //Гидротехника, вып. 3. М.: Транспорт, 1964.

38. Лэмб Т. Конференция по проблемам бокового давления грунта //Гражданское строительство (пер. журнала «Civil engineering»).- 1970,- №8.

39. Маслов Н.Н. Длительная устойчивость и деформация смещения подпорных сооружений. М: Энергия, 1968.

40. Мейстер В.А. Указания по расчету подпорных стен методом В.В. Соколовского. -М.: Изд. ВОДГЕО, 1980.

41. Покровский Г.И. О давлении грунта на подпорные стены в зависимости от их высоты и смещения //Гидротехническое строительство.- 1940.- №5 6.

42. Прилежаев А.И. К вопросу о давлении земли на подпорные стены //Сб. ин-та инженеров путей сообщения, вып. 75. М., 1908.

43. Проектирование подпорных стен и стен подвалов. Справочное пособие к СниП. /ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.- М.: Стройиздат, 1990. 104 с.

44. Прокофьев И.П. Давление сыпучего тела и расчет подпорных стенок. М.: Стройиздат, 1947.

45. Проскуряков Л.Д. Строительная механика. Сборник задач и упражнений с решениями. Часть 2.- М., 1910. 250 с.

46. Пузыревский Н.П. Давление сыпучих тел и расчет подпорных стен //Сб., вып. 94. Л.: ЛИИПС, 1929.

47. Раюк В.Ф. Расчет бокового давления грунта на вертикальную грань подпорной стенки с учетом ее деформации и смещения //Гидротехническое строительство.- 1968.-№9.

48. Ренгач В.Н. Шпунтовые стенки (расчет и проектирование). Л.: Стройиздат, 1970.- 112 с.

49. Романченко Г.Н. Подпорные стенки из сборного железобетона //Строительная промышленность.-1956.- № 2.

50. Российский В.А. Сборные железобетонные стенки.-Киев: Будивельник,1961.

51. Рудых О.JI. Использование метода конечных элементов для определения давления грунта засыпки на подпорные стены //Основания, фундаменты и механика грунтов.- 1981.-№2.

52. Рудых O.JL Исследование вопросов применения метода конечных элементов к расчету давления грунта на подпорные стены. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1975.

53. Руководство по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства /ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.- М.: Стройиздат, 1984. 117 с.

54. Ручкин В.П. Влияние наклонного подстилающего слоя на величину давления, действующего на подпорную стенку //Сб. трудов МИСИ, вып. 63. -М., 1969.

55. Рябинский А.С. Влияние смещения подпорной стенки на изменение горизонтальной составляющей давления грунта //Сб. трудов ЦНИИС, вып. 36.-М., 1970.

56. Рябинский А.С. Условия моделирования давления грунта на подпорные стены //Сб. трудов ЦНИИС, вып. 57.- М., 1972.

57. Рябухо A.M. Проектирование консольных, железобетонных и обыкновенных массивных подпорных стен. М.: Изд. МКХ РСФСР, 1953.

58. Самарин И.К. Давление навала на подпорные стенки //Гидротехническое строительство.- 1972,-№10.

59. Сапожников А.И., Гуляев Е.А. Расчет шпунтовых и подпорных стенок на сейсмические и динамические воздействия методом конечных элементов //Сб. «Сейсмостойкость гидротехнических и портовых сооружений Приморья», часть 1. Владивосток, 1972.

60. Синельников В.В. Опытное определение давления условной сыпучей среды на модель подпорной стены с упругими связями //Труды МИИТ, вып. 91. -М.: Трансжелдориздат, 1957.

61. Синельников В.В. О влиянии сил трения по боковым стенкам на величину давления сыпучей среды //Труды МИИТ, вып. 131. М.: Трансжелдориздат, 1961.

62. Синельников В.В. Экспериментальное изучение образования линий скольжения в сыпучей среде //Труды МИИТ, вып. 131. М., 1961.

63. Синельников В.В. Теоретическое определение давления сыпучей среды на перемещающуюся грань //Труды МИИТ, вып. 371. М., 1971.

64. Синельников В.В. Определение давления сыпучей среды на жесткие и гибкие подпорные стены с учетом деформации //Отчет о научно-исследовательской работе. М.: МИИТ НИС, 1970.

65. Синельников В.В. Применение дискретной схемы сыпучей среды к определению давления на подпорные стены //Отчет по научно-исследовательской работе. М.: МИИТ НИС, 1971.70 .Смирнов А.Ф. Устойчивость и колебания сооружений. М.: Трансжелдориздат, 1958.

66. Смородинов М.И. Анкерные устройства в строительстве. — М.: Стройиздат, 1983.

67. СНиП 11.10 65. Подпорные стены гидротехнических сооружений. - М.: Стройиздат, 1965.

68. СНиП 2.02.01 83. Основания зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1985.

69. СНиП 2.06.07 87. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. - М.: Стройиздат, 1987.

70. СНиП 2.09.03 85. Сооружения промышленных предприятий. Подземные сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.

71. Снитко Н.К. Статическое и динамическое давление грунтов и расчет подпорных стенок. Д.: Стройиздат, 1970. - 207 с.

72. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Стройиздат, 1990.

73. Стоценко А.А., Доценко С.И., Мальков Н.М., Белоконь М.А. Курс Теории сооружений. Строительная механика. — Владивосток: ДВГТУ, 1994. 176 с.

74. Тарасов Б.Л. Исследование активного давления связного грунта на неподвижную и смещаемую подпорную стенку. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Свердловск: Ур. ПИ, 1969.

75. Тетиор А.Н. Подпорные стены в транспортном строительстве. М.: Стройиздат, 1990.81 .Технические указания по проектированию подпорных стен для транспортного строительства (ВСН 167-70/МПС). М.: Оргтрансстрой, 1970.

76. Ухов С.Б. Расчет сооружений и оснований методом конечных элементов: Учебное пособие. М.: Стройиздат, 1973.

77. Френкель П.М. Железобетонные подпорные стены сборной конструкции //Проект и стандарт.- 1934.- №6.

78. Цагарели З.В. Новые облегченные конструкции подпорных стен. М.: Стройиздат, 1969. - 208 с.

79. Цимбельман Н.Я. Снижение материалоемкости фундаментных плит в конструкциях подпорных стен уголкового профиля// Сборник трудов международной научно-технической конференции «Современные проблемы фундаментостроения». Волгоград: ВолгГАСА, 2001. - С.76-78.

80. Цимбельман Н.Я., Стоценко А.А. Силоизмерительный прибор (динамометр). //Четвертая всероссийская научно-техническая конференция «Методы и средства измерений»/ Материалы конференции. Нижний Новгород: МВВО АТН РФ, 2002. - С. 6-7.

81. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Стройиздат, 1979. - 272 с.

82. Черняев В.Ф. Статическое давление зернистой среды на жесткиеограждения. Автореф. дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Одесса: ОИСИ, 1971.

83. Швей В.И. О давлении грунта на подпорные стенки //Журнал технической физики, том 10, вып. 7. М., 1940.

84. Шихиев Ф.М. О распределении давления сыпучих тел по высоте подпорных стен //Научные труды ОИИМФ. Юбилейный выпуск. М., 1955.

85. Шихиев Ф.М. Кинематическая теория давления грунтов на причальные сооружения и другие типы жестких и гибких ограждений. Автореф. дис. на соиск. уч. степени д-ра техн. наук. JL: ЛИВТ, 1965.

86. Щербина В.И. Давление грунта на стенки камер шлюзов в период строительства//Гидротехническое строительство. 1973.- №2.

87. Яковлев П.И., Лубенов Р.В. Некоторые новые результаты экспериментальных исследований давления грунта на жесткие стенки //Гидротехническое строительство. 1968.- №7.

88. Яковлев П.И. К вопросу о давлении засыпки в допредельном состоянии //Научные труды ОИИМФ. Морские порты, вып.5. Одесса, 1972.

89. Яропольский И.В. Лабораторные исследования давления песка на стенку //Труды ЛИИВТ, вып.2. Л., 1933.

90. Abdel-Rahman, Khalid. Numerische Untersuchungen von Mafistabseffekten beim Erddruck in Sand. Dortmund: Lehrstuhl Baugrund-Grundbau der Universitat Dortmund, 1999.

91. Bachus, Ernst. Grundbaupraxis. Berlin: Springer Verlag, 1961.

92. Baldauf, Heinrich; Timm, Uwe. Betonkonstruktionen im Tiefbau. Berlin: Ernst&Sohn Verlag, 1988.

93. Bohme, Helmut; Hild, Dieter. Stahlbeton-Konstruktionen. Berlin: VEB Verlag fur Вauwesen, 1988.

94. Clayton, C.R.I., Milititsky, J. Erth Pressure and Erth-retaining Structures. London: Blackie Academic&Professional, 1993.

95. Das, Braja M. Principles of geotechnikal engineering. — Boston: PWS Publishing Company, 1998.

96. D6rken, Wolfram. Grundbau in Beispielen, Teil 2. Diisseldorf: Werner Verlag, 2000.

97. Empfehlungen fiir die landschaftsgerechte Gestaltung von Sttitzbauwerken. Koln: Forschungsgesellschaft fur Stral3en- und Verkehrswesen, 1999.

98. Erhaltungsarbeiten an Briicken und anderen Ingenieurbauwerken von Stral3en /Herausgeber: Der Bundesminister fur Verkehr. — Dortmund: Verkehrsblatt-Verlag, 1990.

99. Gestaltung von Ingenieurbauwerken an Strafien: Briicken, Tunnel, Stutzwande /Herausgeber: Der Bundesminister fiir Verkehr. Diisseldorf: Beton-Verlag, 1990.

100. GraBhoff, Heinz. Handbuch Erd- und Grundbau. Teil 2: Erdbau und Erddruck. Diisseldorf: Werner Verlag, 1979.

101. Guide to retaining wall design. Hong Kong: Geotechnikal control office, Engineering development department, 1982.

102. Hunt, Roy E. Geotechnikal engineering analysis and evaluation. New York: McGrow - Hill Book Company, 1986.

103. Kann, Felix. Erddruck Futter- und Stutzmauern. Berlin und Leipzig: Walter de Gruyter & Co, 1929.

104. Kezdi, Arpad. Handbuch der Bodenmechanik, Band IV Anwendung der Bodenmechanik in der Praxis. Berlin: VEB Verlag fur Bauwesen, 1976.

105. Kiehne, S. Bauten aus Beton- und Stahlbeton-Fertigteilen. Berlin: Springer Verlag, 1951.

106. Kleinlogel, Adolf. Fertigkonstruktionen im Beton- und Stahlbetonbau. — Berlin: Ernst&Sohn Verlag, 1949.

107. Knappe, M. Hilmer, K. Stutzmauern. Niirnberg: Eigenverlag LGA, 1992.

108. McCarthy, David F. Essentials of Soil Mechanics and Foundations. -Reston: Reston Publishing Company, Inc., 1982.

109. Petersen, Richard. Erddruck auf Stutzmauern. — Berlin: Verlag von Julius Springer, 1924.

110. Reimbert, Marcel L. Reimbert, Andrew M. Retaining walls. — Clausthal: Trans Tech Publications, 1974.

111. Rubener, Rolf H. Einfuhrung in Theorie und Praxis der Grundbautechnik. Dusseldorf: Werner Verlag, 1982.

112. Schmidt, Hans-Henning. Beitrag zur Ermittlung des Erddrucks auf Sttitzwande bei Nachgiebigem Baugrund. Stuttgart: Baugrundinstitut, 1981.

113. Schroder, Hans. Handbuch fur Stahlbetonbau. Berlin: Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, 1953.

114. Schweikert, Otto. Der Einfluss des Boschungswinkels p auf die Berechnung des aktiven Erddruckes. Stuttgart: Baugrundinstitut, Uni Stuttgart, 1984.

115. Smoltczyk, Ulrich. Grundbau-Taschenbuch,Teil 3. Berlin:Ernst&Sohn Verlag, 1997.

116. Spotka, Hans. Einfluss der Bodenverdichtung mittels oberflachen-riittler auf den Erddruck einer Sttitzwand bei Sand. — Stuttgart: Baugrundinstitut, Uni Stuttgart, 1977.

117. Stiegler, Wilhelm. Erddrucklehre: Grundlagen und Anwendungen. — Dusseldorf: Werner Verlag, 1984.

118. Stutzmauern. Grundlagen zur Berechnung und Konstruktion, Bemessungstabellen. Zurich: VSS Vereinigung Schweizerischer Strafienfachmanner, 1966.

119. Turke, Henner. Statik im Erdbau. Berlin: Ernst&Sohn Verlag, 1990.

120. Vogt, Lutz. Untersuchungen zum Tragverhalten und zur Verbesserung der Standsicherheit von Stutzmauern. — Dresden: Institut fiir Geotechnik, TU Dresden, 1998.

121. Vogt, Norbert. Erdwiderstandsermittlung bei monotonen und wiederholten Wandbewegungen in Sand. Stuttgart: Baugrundinstitut, Uni Stuttgart, 1984.

122. Willmann von, L. Handbuch der Ingenieurwissenschaften. — Leipzig: Verlag von Wilhelm Engelmann, 1905.

123. W6lfel, Wilhelm. Stahlbetonfertigteile im Grund- und Wasserbau, Teil 2. Koln: Verlagsgesellschaft Rudolf Miiller, 1966.