автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Методы определения характеристик проточности и сжимаемости грунтов оснований в условиях плоской деформации

шингадсш

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНСГО ШАНЕКЙ И ОРДЕНА ОКТЯ~РЬСХОН РЕВСШЕЦШ ПНГЕККРНО-СТРО^ШЬН'Л ККСПаТУТ

Но арзгзх руеогеси

АШЫССЗА Вера Адзасвзиа

1370ДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ 3 ЯШгШЯИ

ГРУНТ© ОСНОВАНИИ-Б УШСВ1Ж ПЛОИСЗ ДЕФ0Р1УДИИ

05.23.02 - Основания п фундацзнИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сехничесгшх наук

Ленинград 1991

Работа ыпсушева в ¿енинградсксш ордена Денина и ордена СлжЗрьской Релодщкз иастигум инхеверов хвлвваодорогиого ураслорха нвани .акадашка В.Н. Образцова

Иаучаый руководитель - доктор хехвячвскях яаук, профессор

Н.Н. Морарескуд

О^ацгадьпев ошюнонуы : доязор геишчасквх наук, профзсоор

A.К. Бугров

кавдида* гехнЕчаькшс ваув, доцаа5

B.В.Рощш

йедуцая оргавЕгацсй - Всесоюзный ваучяо-иссяадовзхвльсхий

жьсхвх?* гидротехники ик.Б.£.Веданвввз

Занята состоятся в У " октября 1591 г. в ^ У часов ва засвдвкии сизанализированного со коте К.0бЗ.Ы-0£ к 1зкин-градскои ордена Трудового краевого Знакави и ордена Октябрьское Революции ьшшерЕО-строгтельном институте* со адресу : 198005, Ленинград, а-ц КрасаоаркеИскаа ул.» д. 4, ауд. £07.

С диссорхацнэй цохао оэнакошгься в фундеибЕгалъной библиотеке института.

Автореферат разослан ■ ¿^ТУ я августа 1991 года

Учашй сехретарь специализированного соьета ¡сандала* технических наук

Е.А.Козлов

СРДЯ ХАРАГГЕРЗЗГЗА РАБОТУ

"■•"••^ "* Актуальность тггд. Эксзсочность ирогкгяых ргяеясЛ ссногзваЯ и фундакантов на нях,з тагаэ груктока сооружения з значительной стелена сзвзсат с? точности определения ;:;хан::ч5С1Г.ЕС хзракгвр::с-¡гпх грунтов. СоЕгр^ексхзоеаакз Н1яе:;ихсп,разработка ногух моделей грунта л тодоз расчёта ссзохзнлЯ теспо связаны с создзкпеи п глвдрешии сохраненной экспериментальной аглзрзтури, 1;»?одоз испытаний, и тнк^о о цолиенкзц нчдехчосга а точности всслчдохэяпЯ.

Накопленный к настоадс^у зранзял Сзпк даппп ио исиытапялм сгндетедзствугт о ггом, что для одного а того ге грунгз з заЕ:;сд-мостд от незользогзнного з опытах гкеперягантального сборудогзнпя, вида наирязенпо-дефорифомнаого состояняя^зтодз обработки результатов погут быть получены характерами!«! прочности и дефера-руетости, отличающиеся друг от друга на 20-?5 % л белее.

Особоз значение для проектирогзнпя оснований а фундагзптоз низе? случай плоской деЬор:г?1СТ кгк наиболее распространенный лз практике: 2 услог'.:лх плоской дейор^зцпя находятся оснолапяя лзп-ТОЧЯиХ.ЦвЛСЕЯХ Л ДРУГИХ Пр01™С!ГГС!;5 йупдзгзптоз (о отнс^сяяеу сторон более плгз), осногзнпя иоднерних степ, "стся з груптеИ,н5-с:_*ися, дз:й, илстгл.

¿чктнеэя я;:г™4песл д-зппие о тем, что !:з::?з::,г2с:с::з характерас-грудтов.олрздзлзялкз з услознях плоской прагп-

до.палз значепла соотзетитзуидлх цекзезтелей, полученные ирз испытаниях з ствб2ла:ятрг по ?рзсеторилИрзздзлллгзгп!пУяслсльгоГ2П"з последних з прзатзко проектирования сооругггна ,рзбС7СЕ£2 я рзо-с^ткгзег-с по схекз плоской дейоргзцпя,приходя? з пслоаспсльсо-ГЗП1ТЭ нссупзй способностл груагоз.

Пелуп :"'.тп;н г.сслсдогзппд. Цель работа сзптзггеа з угс*:-яепап рясяотоз осяогзняЗ а груптог.гх саорзптзняЛ,рзбатггд:з з уо-логлях 1ыос2о.1 дефоргзцпз.

Для доиязепня укгззпаей цела пссгзглеш елгдуггдз гадзчя:

- проаязшзярогзгь тзсзувся сн^оргацпв по: результатам испытаний грунтов в стзбплогзтрзх и приборах плоской дефорицак, прпборза и нзтодякзн пиштгняй, рзечеглни югелча грунта,кспользу-в!2П! з пралдиа проектзроззппя;

-рзпрсботзтъ пргбер а петод испытания груптоз в услозаях

плоское дефор 12пап;

- ПР0|9СГ2^Kpujutpкс, и^штаний грунтов в условиях ПЛОСКОЙ де-форьзцяя й- сопоставить полученные результаты;

- разработать игтодику определения характеристик грунтов для плоской дефоршциа по результатам испытаний в стабидокетре;

- апробировать полученные результаты в расчётах основания фундаментов и грунтовых сооружений, работашкх в условиях плоской дефоршцш.

Научная нозизка работы заключается в той, что:

- разработан новый способ моделирования грунтов с заранее заданный: свойствам;

- создан прибор плоской дефорнзцаи и разработаны способы изиз-реиия дефоршцшТ о использованием цгароистрических ызтодов;

- получены эксдерипзнтально-теор'етнческие зависимости для перехода от механических характеристик, найденных ио результата» стабидоизтричвских испытайий, к соогвегствусдин показателям для плоокой деформации;

- представлен табличный ь графический материал, поззоляизда осуществлять расчёты по предельный состоявши! оснований и грунто-lux сооружений, работавдих в условиях плоской деформзцки.

Практическое значение работы закльчается в той, что примзне-ЕИ9 полученных результатов обеспечивает повышение экономичности проектных реаенвй фундамзытов за счёт более полного использования несущей способности грунтов юс оснований.

Внедрение результатов» Результаты работы использованы при выполнении научно-исследовательских работ кафедры "Основания и фув-даизнгыи Ленинградского института Евхенеров железнодорожного транспорта по хоздоговорный теши: b S20 "Исследование надежности причальных сооружений, взаииодействуваах с грунтаи"; £ 53 "Усо-вераенстзованва методшш лабораторных исследований фивика-махани-ческах свойств субаквалъных глинистых отложений и железоизргзнце-вых конкреция, необходимых upa ^заработке иодводных иэсторогдений" Разработанные конструкция приборов а цзтоды исштзниВ уке использованы при проведении научно-исследовательских работ в ЛПН, в U'tülüCe. Экономический эффект от внедрения составил, а средней сорок тысяч рублей.

Апробация работ. Основное р-.сста до^.сд^валпсь

- нз Всесоюзной коЕфер8нцнн"-оврее!Ение проСлеш нелинейной изханш£2 грунтов", Челябинск, ЧШ1, 1SB5 т.;

- sa 42, 43, 44-ой конференциях з ЛКИ, Ленинград,1985,IS3S, 1987 годы.

- на ВсесоозноЗ ионфзрвщиз. "Проблеем npoeíasponaan,строительства, реконструкции а технической эксплуатации водно-трзнс-поргпых гидротехнических соорззенЕй", Одесса, 19ВЭ г.

Публикации. По тоне диссертации опубликовано 7 рзВот а получено ДВа авторских СВЗДОТОЛЬСТЕа .

Объёц работн. Диссертация состоит из введения, зятя глав, обдях шбодов,списка использоеэзной литературы аз 123 нзпетз»-вааяс и двух прнлозеяия. ОбгшЯ объёа работа üal страница» из та: 125 кзиинописного текста, 42 рисунка, 23 тз^дща.

На з а щ и ? у з u i о с з t о i:

- крзддсзная по нспользовавпв еттода факторного плаапрогз-ппя при ноделарогалпз зкззвэлентов грунтов- с заранее задаяны!гз своЯствзш;

- конструкция прибора плоской депортации, етгодикэ прогздэ-шш испытаний а фиксации дефор:зциа;

- результаты комплекса исследований прочности их а дефорпэ-таваш свойств грунтов при испытано их по траектории "раздавливания" в условиях плоской дефоршциа; - .

- Зксперииентально-теоретическле зависимости, обеспечим п-дле взаимосвязь газду сзханическига показателям, получавши при охосзоЗ дефорацад а в стабилоизтрз;

- !:зтод!1 расчёта сслогзяггз а rpyssoBís. сооружений, работающих в условиях плоской дефоршциа, с пспользоЕзннен дадвшс отаби-досзгрлчзша ПСЕЙЗПИЯ.

КРАТКО ССДЕШАЕЕЗ РАБОТЫ

Во введении 0б0СЕ0ЕЗпа актуальность теш, сформулированы цели в задачи, отпечены научная новизна и практическая ценность подученных результатов.

В первой главе приведены обзор и анализ современного состояния зясперииектальных и теоретически исследований грунтов з ус-

ловиях плоской дефоркэцли и осесашатричного нагрукенЕя при ограниченных поперечных перекепониях, a такге анализ развития расчёт-кьсс моделей грунта и исходов определения паракзтрро, используема

в них.

В основаниях аензоишх, целевых в других ироикеннщ: фунда-12HTOE гражданских и прошшленных сооружений, подпорных exea, дамб, плотин и насыпей к в некоторых других случаях возникает особый ввд аапретенно-дефоршровзиного состояния - случай плоской деформации. Однако пзхэничзские характеристика, испольауеиз при расчёте оснований перечисленных сооружений, как правило, определяются по результатам испытаний образцов грунтов г условиях трпх-осного сзатая (Ga=CI>3 ¡Gi г (3 ) в стабилоцйтрах. Несоответствие вапрявенно-дефоророванного состояния, реализуемого в освоении сооружения и создаваемого прд испытаниях образцов, приводит е авачителышц погрегаостяи в определения дофорштившд: и прочностных харэктзрастш:. В частности, разультаты .исяктз2и2,аро-веденных у вас в стрзно и' аз рубежей с пэсчзпыт грунта ш,сгяде-^ельствувг об увздзчешш зваченай прочностных показателей в плоской дефоризшш по сраваешз с друтикя влдана вапряг.ешзо-дефорка-роюыного состояния»

Еосладовзицв работы грунта при плоской деформации и в csa6n-лонзтра посвяцеиы груды 8.И.Воронцова, В.И.Гладьшева, Ю.К.Зарец-кого, В^.Ковтуна,А.11.КриворотоЕа,£.В.2еонычева,ШВ.^алш2зва,й.О. PaSca, Э.Д.вридиса.ВЛ.Ыяроаова, ¿.Бидопа,К.Вуда,Г.Гркна,2.Дункана,Д.Коафорса, Л. Лейда, П.Равата, Т.Ракэцуртц, Д.Ридса и других.

Весиотря на значительный сбъён икодихся в настоящее вреиа данных, обоснованной, апробированной кетодики пересчёта характеристик, подучаекнх в с^аблдоиетре, ка случай плоской дефоркэцид пока еще на существует, что объясняется значительным разбросоа и противоречивости полученных результатов. Анализ нзцзнчивостп иа-ханнческих характеристик грунтов, выявил необходимость в разработке кэгодики исследования, базирующаяся ва использовании эквивалентов грунтов, обладавдюс значительно юиьшш разбросоа показателей прочностных и дефорштивных свойств по сравнения с есте'ст-.

вонвыкв грунтеаи, про испытании которых судеивенным фактороц является нарушение структуры, которое трудно контролируется и оценивается.

Анализ литературы по экспериментальному оборудовании, применяемому в механике грунтов, показал, что значительную роль в совершенствовании лабораторных испытаний сыграло появление ста-билометров. В настоящее время суцествует много рзаличных конструкций стабилометров. К наиболее известный у нас з стране относятся приборы Е.й.Медксвз, Й.ЗЛобанова, Л.С.Ашряна, Н.Н.Сидорова, В.В.Ковтуна, й.1иЬайцев-,А.Е.Ртенко, конструкции ШСИ, ЧШ, НИС Гидропроекта и другие; за рубеяон конструкции фирц п Эи^кст Га/те«», п и/ыЯсШгт п И друГИ8. ОдЯЭКО, Несмотря 33 разнообразие и совераенство стабилометркческогр оборудования, возможности проведения в них испытаний ограничена,з частности, невозможно создать условия плоской деформации.

В 1972 году А.У.Бглпоп отмечал, что роль испытания в условиях плоской деформации недооценивалась з механике грунтов по причине экспериментальных трудностей, которые :уцзственно больпе, чей при испытаниях на осевоа сжатие в условиях бокового давления»

Суцествуюцие в настояцее время конструкции приборов плоской деформэцип можно разделить не три вида:

- приборы на перекапывание;

- приборы с полыми цилиндрическими образцами;

- приборы трехосного сжатия с независимо регулируемыми глазными напряжениями. -

Иирокиы диапазоном возможностей исследования поведения грунтов при пространственном напряженном состоянии, внлвчая а испытания при плоской деформзции, обладают приборы с независимо рзгули-руемыми главными напряжениями конструкции НИСП (АЛ.Кржаловсстй и другие), Й1СИ,Л1Ш и другие. Однако, учитывая сложность конструкции этих прибороз и значительную труд се («ость при подготовке и проведении испытаний, представляется актуальный создание других, более простых для испытаний в условиях плоской деформация приборов и более точных систем их метрологического обеспечения.

На основе проведеляого анализа были сформулированы цели и задачи исследований, результаты которых изложены в последующих главах.

Во второй главе приводится методика подбора эквивалентного материала с зарэкее заданными свойствами на основе использования математических методов планирования эксперимента. Цельэ данной работы являлось создание модельного эквивалента, механические

- в -

обо2о?ез которого соответствуют глинистый грунтам , ао обяадавде-го незначительный разбросов параиэтроз при кногократаоы повторении эксперццзнта при строгой фиксации результатов.

Б качества осиоеяого взтсрмада эквивалента использовался кварцевый шдксзарнкстыЯ песок, а в качестве факторов влияния -добавки к нецу в рааличаои прсцонтнои соогноаавпи со кзссо сле-дувакх гаториалов: резиновой кроаки, автола иди глицерина, слюды поиола ¡е X, парафина, иредьарительно проводилось исследование качественного влияния вводимых добавок на дчфоризтивяыв и прочностные характеристики. По резулыатаи £>2 одытов в качества факторов влияния были приняты добавки:

Х^ - автола с интервалам варьирования 0-12,5 ¿Б; Х^ - резиновой крозки з ¡штервзлоц варьирования 0-Ь Х3 - слвды с интервалов варьирования 0-5 По составленной кзгрица планирования проводился трехфзктораыА зкспергьзБТ с варьировавши па двух уровзяз; - ышгед (-1) а верхней (+ I) е отысхаЕИЗи фугшхнд сгишга кда:

и-А • ♦ ♦ ВгяХг *■ &ЯА X» ♦ X, Хц * Х«Хд С1) + 8ьл Ха Ха *• ¿г*

где - входной пзрзкгтр, соответственно А в'?, С , В *, - коэффициенты уравнений регрессии; XI - факторы влияния.

Дли определения процентного соотношения вводиунх добавок, удовлетворявших едииоарецзшш требуеши значенной выходных пара-иатров ид о , С , Е , составлялась слсекз из трех уравнения ( I) и разрегалаоь относительно Х| , ♦ • По полученный значениям ( *абл. I ) составлялись с идеи а вышивались с трехкратной покорностью. Принятая ыодель планирования проверялась на адекватность.

Причинение изтода планирования аксперикзнта представляется перспективный при репекац задач коделировавия, в часть о стти, при подборе эквивалентных материалов. В ранках получению: соотногениа могут быть подобраны и другие типы эквивалентов с отличными от принятых значениями еьсссдных пираиэтров ила в иноь I юиетрическоц шеатабо.

Таблица I Состав эквивалентов и результаты исаитшшИ в стабиломотро

к:» Спстнп яктмгяяш) ITOB У0Л02НЫ0 Характеристики Ьночвнап харзктэриотшс

11.lis иа^аизтры эквивалентов заданный нодучвшше

lio coi: • 6X,2S ¡i ,г/сца 1,70 1,68

Автол - 12,60 % Xj а ti У .град. 22 21,50

I Резиновая крошка ~ 3,75 ¡3 Ц » •»0,5 С. ,:ла 0,01 0,012

Слюда - 2,50 Ъ Х3 О 0 E ,Ша 9,5 9,9

— Песок ~ 78,75 ¡5 ? ,г/сыа 1,65 1,54

Автол - 12,50 ¡S = +1 V ,град. 18 17,50

¿ Роапиовап крошка - 8,75 V „ л2 +0,5 с ,Ша 0,0083 0,09

Слюда - 5,00 ¡а %п +1 £ ,Ша 5,0 5,0

Не coic „ i* P ,г/сиэ 1,70 1,63

Парафин •• 1,25 '/i Xj = -0,5 ? »град. 28 29

d Резиновая кропка - I,¿5 $ Л о -3 -0,5 С ,Ша 0,0023 0,0025

Слюда - 5,00 Ч') +1 E ,ИПа В',1 ЭД

Песок - SO,SO £ o J ,г/си3 1,70 1,71

Парафин - 1,50 ¡á хт * -0,7b Ц» «град. 24 £5,30

4 Резиновая крошка - Б,И # Ч - ■(0,25 С ,131а 0,0013 0,0010

Слюда - 5,00 Ji Xg a +1 £ , Ша 4,50 О,0

В третьей глаг.з приводятся опксавнс конструкции праборз плоской дг^орпцца, изгодгка тарировки датчика давления, пздоге-нае ^ароизтрачоского ытода заиора дефоркзцкй, кзтодака проведения е обработка опытных данных в рззультатов васперяконтадьякс исследований дс^орорувиоста и прочности эквивалентов связных грунтов з условиях плоской деформации.

Для прсзадсная зксноршантвяьных исследований работы грунта а усдоькях плоской дефор^зпип авхорои был сконструирован прибор плоской де$ор1ацаа ( зет. св. le I2S259I), отличительной особенность») которого является конструкция рабочей какзрц ( рис. I ), состоящая пз садовой paicí I, ¡паюдой прозрачные гестказ стояки 2 а емкости-npeccu 3, которно везете с верхним 4 и назван поршню образуют заикиутоо пространство для празготкчоского образца е. Верхний иорзень jsisbt регулировочный вант 7. EuncciE-npeccu снаб-r.stiu ирягтяпш t::i¡iac; 8 с соединена с гидравлической снстеиоЗ сбаятзш, зклвчавдой йлаваадлй плунзер S, запрассованний в стакан с шходаыгл:. капала un 10, которая создзавш! пдаяииш II с ёнзостя-isí-npcccaic; is щшшдроа коше каатора 12. В одиу из прозрачных сю но к еаоитироезп датчик 13, сосдиноеный с прпбороц ИД-62 Ü. Рабочая каизра устанавливается под рычешшл цросс. Исиояьзоюнио иразьатвчзского образца в прозрачной стенка аоззолкло иранзнить ыуарокэтрачвекай плод измерения дефоркэщМ, а наличие датчика -- занвр ирОкзЕуточного наирягенаяСэг. Такай образоа, при проведении испытаний фиксируется eco коайоаапты напряжении а дефоршцив.

Способ вакзра дефэршцпй основан на асиолхзовияяа эффекта нуара, прпчаи структура аитатываеиого грунта рассматривается как нерегулярный растр. Для определения величин де^оркщай образец, находящийся в какзре за прозрачной стенкой, фотографируется до и после приложения каждой t — ой стуцени нагрузка. Полученный в результате фотографирования до приложения нагрузки негатив представляет собой начальный растр. О начального растра контактам сиособои изгетавливается копия - эталонный растр. Зев остальное получаекы в процессе испытаний растра - деформированные. Эталонный и деформирована^ растры совлозаются ио схека "аозитнв - негатив".

При совиецекаа эталонного растра с двбыи деформированным соиряхенныи эиульскоа к энульсаи регистрируется появление те иного муарового пятна. Принимая центр пятна за ось вращения и аово-

рачпвзя вврхпив растр в двух Бзашао протквояолсзлшс напраЕлеас-ях, фиксируется появление иуаровшс полос е ззьзряз*ся угод поворота сопркенных растров 8 п у юл еС kssjj гасетелышиа к полоса и.

Величины дефоркзцкй для случал плоского дефоркзромвяого состояния ( 6В a Q )устанавливаются из соотношения

б, * § i^/г ; с, - ( г }

Покаио случая плоской деформации автором предложен и внедрен в зксаериигнтадьнуа практику цуаро^трическай запгр дефоршцзй при стзСилопетрических яспктзнаях и упрощенный способ обработка результатов ( ею. св. te 13Ь58&1 ), в соответствии с который для одра деления £« , tà проецируемое негатЕкоо изображение уведг-4hдается ( уианьдастся) до тех пор,.пока »ф'еровае пологи не прс-ыут строго вертикальное (горизонтальное; счиравлсЕЕз . Тогда

- е,"

ж еъ ' ( » )

где Itlt»)- Еартикалькай (. горизонтальна ) рааизр увеличенной Зт ^уизньсенной) проекции деформированного растра, itzi - вартикалышй (горизонтальный) разшр эталонного растра, юг.

Предварительно до поставок« оксвервьзнтов в усговзях пяое-кой деформации, проводились подготовительные испытрнея ( 2С опытов) , целью которых являлось • подбор остит:л: ной шркв фотопленки, освецения, диафрагм, вреиаи вкспозгаии в тарировка датчика давления.

Первая серия экспериментов заключалась в нзиерении проиггу-точного напряжения 6g для четырех типов эквивалентов при (ээ = 0,05; 0,1о; 0,15;0,20 Ша с двухкратной повторностьв. Результата эксперимента по определение для эквивалента ТЕзрдой глины

при С(э = 0,1 Ша пригодятся на рис. 2. Анализ проведенных испытаний позволил сделать следующие выводы.

I. Проиезуточное нэпржеекие достигает своего установившегося щжсииальяого значения не мгновенно, а только при затухании вертикальных деформаций от приложенной нагрузки, Следовательно, ньибольаее влияние прекегуточнего напряжения на прочность

. То

~т7

ш

CÎ

с-

CS

-Ï

:*

ГУ

о CS

31 cr

tu •V

Ö

О tl

о.

ск <3

íT3 rD

о

"О. '

U» a.

es

<

«о

34 s

1С

зг 0

к tlj

tr

er sr

о H-

U1

ta 0. 0

о V- UJ f-

<

f- 0

л

■с ci

л

ai

a.

ai

2:

ш

С

Ä

CL

CJ

vo

__<ч

-о

Ч 3

о ci

3

ci

о

V

О

1Л

о о

У) +

'dl

fi

g

сз

Ol

es о

о s.

3-

<

fi o-o

e-

LÜ <

sï *3ï

Г®

es

S

Л9

U) О

Ю ó

о

к

CJ

сэ.

<с

с

ид

Q.

СЭ

(Л

c£j OL. U « CT

lß> CÛ

о

CL.

CJ

1С <

«г

3

<с с= о

3 s U»

UJ <

£

CV-ГЭ Ö-

ея

ел

'I

H

I о

Is-

го

«

го

го «

'S о

<

я:

ид 2Í

10 ta

X

а =s

ж а.

_ К о =

UI о о

tíS CS

S

<С ULS

? S

Ж <

-s -£> ul «е

tú 3 Ш

ГГ çf> -cj ил

M О. gf

" О «=

i О <-,

О сэ

CJ <

LU

Э-

9-

СП

сз

'Л Ci-

ш

СЧ -г-

5 о

ю 10 . ! <3 о

и?

о

следует ожидать при реализации схош испытания, соответствующей мздленнсму сдвигу.

£. Полученные опытными замерами напряжения по характеру развития соответствует зависимостям, полученный по формулам Грина, Биаопа и чороз коэффициент Пуассона и имеет абсолютные значения на ^ 2 - 12 ) % Ешсе найденных по формула Грина и на (3-28)^ вше значений, определенных, через.козффициект Пуассона.

8. Второй цикл сайтов ма прибора рис. I ставился с целью определения прочности и декоративных характеристик в условиях плоской деформации к посгрезния паспортов прочности. Испытания ( 144 опыта ) проводились г.о тразк1орпи,,раздавлиЕзнияя, т.о. при 6*5 =са.1£~1 и увеличении О* . Биподнонныз експеримонты обрабатывались ио условии прочности Нора-Кулона и Хилда - Треска в сравнивались с результатами упепыханип ¡«¡"раздавливание" в- стабилометро ирп^*с*а -I» Во всех опытах разрувеииз наступало при С< = б/« д , где д =1?лб4 . Набл-вдаомэо явление было положено в основу оире? деления ¥ПА через 1РСТ по формула

Р- йпл С<ст* С-|СТ- (Зз " т ~~ ъГТ^ё^Тоъ^щрт Спрабодливость иолучезпоа формулы подтверждается данными многочисленных зкеперимэитов, мроьодоиких как у пас в стране так к за рубежом. При испытании ио траектории "раздавливания" в условиях плоской деформации площадка сколхаоикя одкозпачпо проходит через осьС2 , что соогЕОТствует условиям прочности Мора-Яулоза к Хплла- Треска. Однако гкслсримомтадьиаз замера углов наклона пло- • щгдок скольжения в опытах с сопоставление условий прочности, не содержащих промггуточаоэ напряженно , показали неправомочность использования з'слоизя Хклда-Яреска при определении параметров прочности для плоской деформации, так как данное условие выполняется при.аначеидях .направляющих косинусов пг= 0, £ =ги = сс£ 45° что не подтверждалось в опытах С во вссх проведенных иепшениях" «С * 45°. Сопоставительные паспорта прочности испытаний в стаби-ломзтрб. и .приборе плоской деформации приводятся на рис.8.

Б.четвертой главе оизлизпруюзея модели ликейнодеформпруемой среды, теории пределы:ого равновесия и упругопластичсскпе модели. Используемые в рассматриваемых моделях параметры определяются по результатам испытаний грунтов р различных приборах.

СОВМЕШГ НЖЛГ- ПЯСП0РТ4 ИСПЫТЛМИИ ТВЕРДОГО СУМИИКЛ В СТЛБИЛОМЕТРЕ, Приборе ПЛОСКОЙ ДЕЧ'ОР/ЛЛЦИИ И РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПО ПРЕДЛОШЕИИОЛ

МЕТОДИКЕ

________ж

0'«5 оооа оос»

¡ул= 50°

'Г ЦП а

глсчеш» 29й 50'; ;га4 -

сл I

06 Ой

го

гйТаМПа

Рис. з

ИСПЫТАНИЯ в ПРИБОРЕ' П/ЦЗСКОИ ДЕФОРМАЦИИ

ИСПЫТАНИЙ ь СТЛБИЛОМЕТРГ-

р.4смет (10 предложенной методике!

, Идогочислзагшкн ошташ.провгденяшз у пас за сгргно в гэ ру~ боном выявлено вдняиго вда напряженного сосгояяия се характер зависимостей и вацупгсаво - дсфорпщпя" п бмшчеш гзхопичссеех характеристик груатов. иоатоцу аии определении параютров коделсй долгий псполъаоватьсп розудьгага исшгашШ, иодедирующгх тот ке х:щ напраконио-дефорцароивного состояния, что и в грунте осаовз-ипя. . - .

Дгя.установления соотнесений коаду пароыэтраш, получеешш ь стсбилоштро в прибора лаоской дефоршции евзорои бшш внполне-ш сопоставитольныэ испытания в прибора плоской дефоризшш п в сзабилокетрв ( всвго 576 испытакай). Ео всех случаях полученные значения шд$лай деформцив Е при плоской дефорюции вьше, о ко-Щвдпентов Пуассона шше, чаы при схвбвлоузтраческих испытаниях.

- Для установления ЕавЕсакости кзеду ьол в Ъ." аоспользуенся ■ уароцоншш способов Н.Н.Свдороха, ювзсгтш в литературе как кз-^едпЕа ДИШТа. По агоиу способу для определения сгабилоыетричес-пзго г.одуля дофоршцак сгращся график аавг.сяиостп на лилейной участка которого шбиращся двз точки и £" . Тогда яда разности значений (£/' - £1 ) поои:

е: - е; (- е-;) /ест <$)

гст -<5"/ а

1 ? е; ~

с ^

.. ____________________________, - « =лс,

л^Г- с. С3"/г ( I *} (?)

Тогда Е"л согласно уорц/ло (6) опродог-яатсп по форхуде:

£г'л~ (8)

ШШ

£Г-Л= £сг (а •» Глл): 1ЕСГ (3)

Для определения соогиоаонай цзгду '{'""и необходим: при рзеении аадач в ра-цках неделя груыга как предсльионапрязенной орадн попользуется сооиюзанЕз

ягт скаг.----Д------------(Ю)

гдо:д &0>и

Для обеспечения расчетов оснований а грунтовых сооружений, работающие по схема плоской деформации, з рапсах упругоплзстп-ческой подели необходимо име^ь результаты испытаний, прздстзв-ленныэ в гиде таблиц или графиков. При проведении испытаний з приборах плоской деформации паспорт прочности сроится непосредственно по полученным опытный величинам. При отсутствии испита» няй в условиях плоской деформация паспорт прочности метет быть построен пуои пересчета данных стабнломзтричзских испытаний.

Построение паспорта прпизводлтея з следующей последовательности:

I. Для каждой I -ой ступени нагрузки аб^ определяется значения ^ яС^ по формулам

%>;'-С<3Г,?-<эл)-Ь-П1. (II)

*<*4?-1* 'Ба-п*, (13)

гдз: с«? = дс^г * ^п» л <5?, (1в)

к-^Г* > ' (В)

3)

Э т/<л€41)я*(Аек/'. (К)

2. Величины сдвиговых иобъемзых деформаций в плоскости плоцздки с. норшлйа при пг =» О рассчигываются по формулам:

- се,-£*)(.-и 1Ы (15)

вое (I?)

Сопоставление результатов построения паспорта прочности пэ предложенной методике с данными испытаний в стабилометрз к приборе плоской деформации приведено г.а рио. 3.

3 пятой главе разработаны методы использования полученных результатов, в практических расчетах оснований и грунтовых сооружений по двум предельный состояния!!.

Расчет оснований фундаментов по второму предельно^ состоянии основывается нз использовании теории ллнейно-дефориЕруосой. сред:-?. Применение данной теории к расчету оснований предполагает или полнее отсутствие, или незначительное развитие зон шва-

тических двфорюцпй. Б качество величины, ограничивающей разБитиз пластических воя,•используется расчетное Сопротивление, являющееся функций прочности грунта. Ранее установлено суцественное отличие значений углов внутреннего трения одного и того ев грунта, испытанного в стабилокзтре и приборе плоской деформации. Следовательно, .и величины расчетных сопротивлений, как функции углов внутреннего гренин, для указанных видов напряженного состояния будут

ОТЛИЧНЫ.

В тзбл. % приведены дашшз расчета Г?*1 и Япл для плотного • паска п твердого сугщшка по разульгагаи лепетаний их 2 приборе плоокой дофорызцип и в отабидоыегре.

Таблице 2

Наишнование грунта Удельный" вое грунт • кн/и3 Прочностные характеристики Расчетное сопротивление Переходной-коэффициент к

Я^кЛа/^ ^тПЙ п ,кПа

Песок валкий -средпей плотности, влажный £0,00 •1,0 3?°£0>/ 703,70^^' ^1161,9 1,65

Сутлянок авзрдаШ ВО ,90 110,0 25° ' 1,И

Данный расчет подтирздаег, что использование стабилопетри-чооких данных при расчете оснований ленточных и удлиненных фундаментов приводит к неоправданное увеличению размеров их подоывы. Следовательно, при проектировании фун^аинтов и грунтовых сооружений, соответствующих плоской деформации, должны использоваться результаты испытаний в условиях плоской деформации. При отсутствии таких испытаний данные стабилолатрических опытов следует пересчитывать, по предложенной методике.

Для удобства использования предложенной кзтодики и сокращения вычислений получены графики для определения переходного коэффициента ^ в завлсниосги от V и С грунта, при фиксировании значениях ширины подопвп 6 =11!, глубины залшенш: ^ = 2 и и ¡С" с £0,0 кц/к3 ляп пссчаша; и глинистих грунтов.

- и

Графита зависимости íl от '? и С для суглинка покззагш на piic.fj.

При определении величин деформаций рекомендуется такзэ прз расчете оснований и сооружений, работающих в условиях плоской деформации, использовать илп результаты определения дофорнатевнше характеристик по испытаниям в приборе плоской деформации,или определять £"* через £сг по формула (9).

Расчет оснований и фундаментов по первому предельному ooeso-лыт базируется на использовании коэффициентов несущей способности,- являвшихся функциями угла внутреннего трзнип. Для зачисления коэффициентов пасущей способаостя разработаны таблицы, учитываю- -дие увеличение угла внутреннего зрения при плоской деформации.

Рассмотрена примеры использования разработанной езтором методики при расчета оснований йуздзкзнгоз различных сооружений по предельным состояниям.

(ЗБШЗ ГНЕОдУ

I. На основа изучения литературных материалов я дазных исследования установлено качественное о?дичие закономерностей дефоргз-руо!лсти а прочности грунтов при исяыгапян их в сзабилоизарз и приборе плоской деформации. Однако,, имзщизся даянив об отлпчгп кзхаиическах характеристик при плоской деформации яедостзточпн, противоречивы а повтор пока из могут быть использоганы в иаке-пэрных расчетах. .. .

а.Ззпрозктяроваший, изготовлений и внздрзнянй л практику лабораторных исследований прибор для.испытания груизоз а условиях плоской деформации отличается высокой точзоезш язмзрззия компонентой напрязениЯ я деформзцпЗ, а saase простсЗ я удобной в работе конструкцией.

3. Предлокенный иуароиехричвеяпй мз?од рзгисгрзцгл: деформация позволяет фиксировать процесс дефоршрохаяяя я рззруЕеиля образцов грунта, повысить точность, измерения продольных л поперечных деформаций, упростить процедуру расшифровал шкшмяпй.

4. На основа использования математических методов планирования эксперимента разработан способ, моделирования многокомпонентных материалов, в частности эквиваленгоа.грун'гову что позволяет уменьшить объем работ яри подборе•материалов и точнее оценить изменчивость получаемых показателей.. ----- ,

5. Экспериментально установлены а теорзтачоекп ебеглоззаы

Графики для определения коэффициент* 4/я суглинков

соотнопения пезду гзханическина характеристиками при осзсашзт-ричноц и плоскодефориированноы пагруаеюш по траектории "раздавливания". Это дает возшгаость, используя предложенный алгоратц пересчета характеристик, распространить результаты испытаний в стабилоцэтрах на расчеты грунтовых сооружений и ооновэиий фундаментов, работавшее в условиях плоской деформации.

5. Установлено, что разрушение образцов грунтов при испытании их в условиях плоской деформации происходит.под углоы ( 45 -- ), что подтверздает.адекватность использования закона Мора - Кулона при расчетах по схзи плоскоЗ дсфоргации.

7. Для выполнения расчетов по упругопласичеокой упрочзгаз-цейся модели разработан алгоритм построения паспорта прочности для плоской' дефорнацаа по результатам испытаний в стабилоызтрэ. Сравнение результатов ношений грунтов в условиях плоской дефор-1ации с паспортоц прочности, построенный по разрабо2аино1<у алгоритму, показываем их близкуп сходиносгь.

8. 3- формулы для опрэделания величии осадок по ¡зтодаи послойного сутровзния и линейяо-дзфорклрувиого слоя ввздеяп поправочные коэффициенты, учитывзщиз повызеш'.э стдуля дефориции при испытании грунтов в приборе плоской дефоршцпп по сравнении со с?абшюце*рическиш.

.9. Представленная табличная.п графический га^эриал позволяет без значительного увеличения объв13 вычислений внедрись в ин-иенернув практику разработаннуп авторе« изтодику расчета основания а грунтовых соорузений, работапдпх з условиях плоской деформации.

Осиоеныз пйлюения диссертации опубликованы в работах:

1. Алпыеовз В.А. Исслздовоасз законогзрностей дефорг-прова-апя и"разрушения грунтов в условиях плоской деформации // Проблемы прочности ¡атериалов к конструкций на транспорта. - И.: транспорт, 1590. - С. 64-69.

2. Алпыеовз В.А. Штодика определения параметров некоторых расчетных иоделей оснований и грунтовых.-сооружений для случая плоской деформации // Цатериалы всесоюзной пэучпо-техлическсй-конференциа "Проблемы проектирования., строительства» реконструкции и технической эксплуатации зодно-гтранспортных гидротвхяпчес-ких сооружений", Москва-Одесса, 1989. - С 7-9.

Б. Ахшсова БД. Об использовании факторного плакирования експврацзпгв .прз кодслпрованпи кзтодои сквяьалгнтких шторкалов Ц СуЕдамшгостроенкз в услоЕКяг слабас и хзрэлых грунгов. -2.: ДШ1,. 1386. - С. 81-ВВ.

4. Алшсога В.А. Способ определения дефоркатквных характеристик грунтов // Енфорюцпозний листок fö 7I7-S8. - £.: ДенШТЕ, 1368. -"4 с.

. Алшсова В.А. .Способ определения продольных и поперечных дафорюцвй стгбило^^грпчоакг-'; пссазанша // Инфоршцношшй ЛЕС20К-К2 88-261. - Д.: Дел1ШШ,-1Э83. - С с,

■ С. Алпысовэ Ь.А. Способ определения прочностных характер;:с-2Ш£ грунтов ¡1 Информационный листок t ЕЗ-1Б6. - Л.: ДенЩШ, 1988. - 4 с.

7. Алпысо£з Ь.А.,-Трсиепков Э.Д. Прибор для ирпытания грунтов //■ Информационный лисюк £ 87-219. - к.: ДенЦНТИ, ISS7. - 4 с.

. 8» А.с •.IE8S5SI (СССР). Способ испытания грунтов н устройство для его. осуцествдекия / Алимова В.А., Тродеккоз Э.Д. Опубликовано в E.H. fe £S, 1936. -"С. IS3-IS4.

9. A.c. 1855864 (СССР). Способ определения деформаций/ Длдцсок В.А. Опубликовано в Б.И. b 44, 1987 .

■Л 93¿Г? töü