автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние лессовых оснований в процессе влагопереноса

V , о

Научно-исследовательский институт строительных конструкция (НШСК)

На правах рукописи

Приходченко Олег Евгеньевич

УДК 624.131.5: 624.15

НАПРЯЖЕШО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЛЕССОВЫХ ОСНОВАНИЙ В ПРОЦЕССЕ ВЛАГОПЕРЕНОСА

05.23.02 - Основания и фундаменты

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Киев

- 1995

Диссертация в рукописи.

Работа выполнена в Ростовскоя-на-Дону государственной академии строительства.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор БОЙКО ИГОРЬ ПЕТРОВИЧ доктор технических наук ЗАГОРУЙКО ЛЕОНИД ПАВЛОВИЧ доктор геолого-минералотаческих наук, профессор КРАЕВ ВАСИЛИЙ ФЕДОРОВИЧ

Ведущая организация - КиевЗШШП

Зашита состоится " " 1995г. в часов

на заседании специализированного совета Д 01.14.01 научно-исследовательского института строительных конструкций по адресу 252180, Киев,3?, ул.Ивана Клименко, 5/2, факс /044/ 276-62-69, актовый зал.

С диссертацией мо;шо ознакомиться в библиотеке института. Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах* заверенные печатями, просим присылать по адресу: 252180, Киев, 37,' ул.Ивана Клименко, 5/2, НИИСК, ученому секретарю совета.

Автореферат разослан " " 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

Н.Г.Марьенков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Лессовые порода широко распространены на территории России, Украины и других стран СНГ. В этих районах ведется интенсивное строительство объектов различного назначения. Основная особенность лессовых грунтов - проявление просадочных, зачастую неравномерных, деформация за счет разрушения их структуры при замачивании под нагрузкой. В результате сотни здания и. сооружений получают недопустимые по условиям эксплуатации деформации и нередко приходят в аварийное состояние. Это в большой степени обусловлено отсутствием расчетных моделей, позволяющих получать достоверные, близкие к фактическим значения деформаций. Основным содержанием работы является разработка новых расчетных моделей, в той или иной мере достаточно полно отражающих физическую суть просадочного процесса - феноменологических моделей влагопластичности, влаго-ползучести и влагоупругости. Реализация этих моделей позволяет осуществить надежный прогноз деформаций лессовых оснований различных объектов и, как следствие, повысить их эксплуатационную надежность,что решает проблему рационального инженерного освоения и использования территорий, представленных грунтами лессового ряда.

Кроме широкого применения в проектной практике .разработанные методы и алгоритмы расчета лессовых сред под воздействием зданий и сооружений представляют определенный интерес, с точки зрения дальнейшего развития механики лессовых грунтов.

Целью диссертационной работы является совершенствование методов расчета лессовых оснований по второй груше предельных состояний - по деформациям на

основе построения в рамках детерменированного подхода новых механико-математических моделей, достаточно достоверно отражающих суть просадочного процесса, использование которых в проектной практике позволит обеспечить эксплуатационную надежность зданий и сооружений и резко снизит затраты на преобразование грунтов основания и усиление надземных конструкций.

В соответствии с целевым назначением работы в ней поставлены и решены следующие задачи:

- обоснование несовершенства традиционных методов расчета и необходимости дифференцированного подхода к количественной оценке просадочных деформаций с использованием предлагаемых расчетных моделей на основе обобщения обширного материала по инженерной геологии лессовых пород, как геологической среда для строительства;

- постановка и решение ряда нелинейных начально-краевых задач влагопереноса в ненасыщенно-насыщенной зоне аэрации неоднородных, фильтрационно-анизотропных лессовых толщ с учетом движения гравитационной, капиллярной и рыхлосвязной влаги;

- разработка принципов, теории и методов расчета оснований, представленных лессовыми грунтами, склонными к значительным просадкам, с использованием модели влагопластичности;

- численное моделирование начально-краевых задач влагопластичности в различных условиях загружения и замачивания лессовых оснований;

- разработка принципов, теории и методов расчета оснований, представленных непросадочными или малопросадочными лессовидными грунтами с использованием связной и несвязной моделей влагоупругости;

- аналитическое и численное исследование трансформации

- о -

напряженно- деформированного состояния лессовых основания в процессе влагопереноса в различных условиях загружения с использованием моделей влагоупругостк;

- формулировка принципов и разработка теории определения деформаций лессовых оснований в рамках реологической модели влагоползучести;

- проведение крупномасштабных полевых экспериментов и сопоставление их результатов с результатами математического моделирования;

- внедрение основных результатов работы в практику проектирования фундаментов зданий и сооружений на лессовых грунтах.

Методика исследований включает:

- анализ литературных источников по вопросам генезиса и постгенетических изменений лессовых грунтов, их состава, структурно-текстурных особенностей и физико-механических свойств, природы и сущности просадочного процесса;

- анализ результатов экспериментально-теоретических исследований напряженно-деформированного состояния оснований, представленных грунтами лессового ряда;

- постановку и решение ряда начально-краевых задач вла-гопластичности и влагоупругости в резличных условиях нагруже-ния и замачивания лессовых оснований;

- численное моделирование с использованием МКР и МКЭ ряда важных в практическом отношении задач и исследование влияния различных факторов на трансформацию напряженно-деформированного состояния лессовых оснований;

- экспериментальное исследование взаимодействия ленточных фундаментов и закрепленных массивов с лессовым основанием в различных условиях замачивания и сопоставление его резуль-

татов с теоретическими.

Научная новизна работы состоит в том, что.. в неа впервые сформулированы и разработаны основы достоверного прогноза напряженно-деформированного состояния оснований зданий и сооружений, представленных лессовыми грунтами, в различных условиях их загружения и замачивания с использованием расчетных моделей влагопластичности, влагоползучести и ■ влагоупругости, что шляется новым направлением в решении" проблемы расчета' лессовых оснований по второй груше предель- . ных состояний. Модель влагопластичности учитывает взаимодействие непрерывных нестационарных полей влажности и нелинейных упруго-пластических деформаций, модель влагоползучести - ползучесть грунта в процесса влагопререносэ, модель влагоупугос-ти - взаимодействие полей влажности и линейных, деформаций. Область использования первых двух - количественная оценка деформация оснований, представленных собственно лессовыми грунтами, третьей - расчет деформаций оснований, сложенных лессовидными породами.

Поставлен и'решен ряд задач двумерного, осесимметричного ' и одномерного влагопереноса в ненасыщенно-насыщеннох неодно- з родных фильтрацконно-анизотропных лессовых толщах с учетом * нелинейной зависимости всасывающего давления от влажности. По результатам численного моделирования проанализировано влияние размеров источников замачивания, природной влажности, пористости, наличия подземных вод и погребенных почвенных горизонтов, водопроницаемости подстилающих слоев на распространение влаги в грунте в процессе замачивания из различных источников.

Разработаны теория и метода решения начально-краевых задач влагопластичности. При этом лессовый грунт рассматривается как дисперсная квазидвухфазная упруго-пластическая дилатиру-

ющая среда, механические характеристики которой являются', функциями влажности. При разработке модели использован один из вариантов теории течения с изотропным упрочнением. Показано,что далатансионныа эффект можно правильным образом учесть при отказе от условия взаимности для пластических потенциалов. С использованием разработанных алгоритмов и соответствующих программ исследовано влияние на напряженно-деформированное состояние лессовых оснований в условиях одномерного уплотнения и плоской деформации характера источников замачивания, в том числе уровня подземных вод.

Реализация связных начально-краевых задач влагоупругости позволила получить формулы для определения времени и скорости продвижения фронта увлажнения в деформирующейся при просадке лессовой толще, суммарной просадки, как функции от времени.

Несвязная модель влагоупругости использована при решении ряда практически важных задач о взаимодействии нагрузок, фундаментов и закрепленных массивов с лессовым основанием при замачивании с поверхности и при подъеме уровня подземных вод.

Поставлена и аналитически решена задача о распределении напряжений и перемещений в двухслойном лессовом основании при действии в одном из слоев сосредоточенных сил.

Получено аналитическое решение задачи влагоползучести о распределении напряжений и перемещений в слоистой квазидвухфазной весомой лессовой толще с учетом объемных фильтрационных сил и ползучести грунта в процессе влагопереноса.

Установлено, что результаты крупномасштабных экспериментов по исследованию напряженно-деформированного состояния лессовых основания в процессе их увлажнения во взаимодействии с ленточными традиционными и пластинчатыми фундаментами, закрепленными массивами хорошо согласуются с результатами решения

соответствующих задач влагопластичности и влагоупругости.

Практическая ценное т'ь работы определяется широким кругом практических приложений рассмотренных задач, наличием программного комплекса, реализующего разработанные модели для надежного прогноза деформаций лессовых оснований в разнообразных условиях загружения и замачивания в црлях последующего назначения эффективного комплекса мероприятий при инженерном освоении и использовании территорий распространения лессоиых пород.

Реализация работы. Материалы исследований включены в ряд нормативных документов государственного, регионального и ведомственного уровней К ним относятся:

- Временные технические условия по проектированию оснований и фундаментов общественных и жилых здания на проса-дочных грунтах в г.Волгодонске. -М.: Госстрой РСФСР, 1980.

- Рекомендации по проектированию закрепленных силикатизацией массивов в лессовых просадочных грунтах. -М.: Госстрой ХСР, 1980.

- Рекомендации по усилению железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий. Часть 3. Основания. -Харьков: Харьковский ПромстройШпроект, 1985.

Реализация работы осуществлена при освоении новых, а также при использовании уже застроенных территорий распространения лессовых грунтов дом обеспечения общей устойчивости и эксплуатационной пригодности инженерных объектов различного назначения в гг. Ростове-на-Дону, Волгодонске, Таганроге, Азове и других городах и населенных пунктах Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краев.

Результаты исследований по теме внедрены в учебный процесс при чтении общих и специальных курсов в Ростовской-

на-Дону государственной академии строительства, руководстве научно-исследовательской работой аспирантов, ■ соискателей и студентов, выполнении реальных дипломных проектов, написании учебных пособий и методических указаний.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на ряде научных и научно-практических семинаров, совещаний и конференций, в том числе Всесоюзных и республиканских (Москва - 1966,1973, 1978, 1983, 1989; Санкт-Петербург - 1993; Свердловск - 1981; Киев 1977,1978; Запорожье - 1978, 1987; Барнаул - 1980, 1990; Ташкент - 1978; Ростов-на-Дону - 1966-1995).

Содержание диссертации в целом явилось предметом рассмотрения на заседаниях кафедр инженерной геологии, оснований и фундаментов Ростовскоа-на-Дону государственной академии строительства ( Ростов-на-Дону - 1995) систем автоматизированного проектирования объектов строительства и фундаментостроения Новочеркасского государственного технического университета (Новочеркасск - 1995), на заседании секции оснований и фундаментов научно-технического совета института Ростовский ПромстройШШпроект "(Ростов-на-Дону, 1995), на совместном семинаре отдела исследований конструкций зданий и сооружений в сложных инженерно-геологических условиях научно-исследовательского института строительных. конструкций и кафедры оснований и фундаментов Киевского государственного технического университета строительства и архитектуры (Киев -1995).

Исходные материалы и личный вклад в решение проблемы. Диссертация базируется на результатах многолетних исследований под руководством и при непосредственном участии автора в проблем-

- 10 -

ной лаборатории оснований Ростовской-на-Дону государственной академии строительства по теме: "Исследование- инженерно-геологических свойств лессовых грунтов и методов возведения фундаментов на них" (номер государственной регистрации 0187004392) общесоюзной научно-технической программы, утвержденной ГКНГ СССР.

При подготовка диссертации автор пользовался советами и консультациями профессоров, .докторов технических наук Клепикова С.Н., Василькова Г.В. профессоров,докторов геолого-минералогических наук Ананьева В. П., Воляника Н.В., за что выражает им свою признательность.

Автор благодарит сотрудников кафедры инженерной геологии, оснований и фундаментов, проблемной лаборатории оснований Ростовской-на-Дону государственной академии строительства за оказанную помощь в проведении полевых и лабораторных экспериментов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 разделов, заключения, списка литературы, включающего 260 наименований.

Объем диссертации.347 страниц, из них 223 страницы машинописного текста, 128 рисунков, 20 таблиц, 19 библиографии.'

На защиту выносятся:

- дифференцированный подход к количественной оценке деформаций грунтов лессового ряда;

- результаты численного моделирования процесса влагопере-носа в неоднородных, фильтрационно-анизотропных лессовых толщах;

- постановка и решение начально-краевой задачи влагоплас-тичности, результаты численного моделирования просадочного процесса с использованием модели влагопластичности;

- постановка и решение начально-краевых задач влагоупру-гости;

- результаты решения связных задач влагоупругости о деформациях лессового основания при действии полосообразной нагрузки в общем случае изменения влажностного режима за счет инфильтрации вода из поверхностных источников и подъема уровня подземных вод при подтоплении;

- результаты решения несвязных задач влагоупругости о напряженно-деформированном состоянии весомых двухслойных и квазидвухслойных лессовых оснований при действии на их поверхности равномерно распределенной нагрузки, при действии в одном из слоев сосредоточенных сил, при взаимодействии с основанием ленточного закрепленного массива;

- постановка и решение задачи о распределении напряжений и преремещений в слоистой квазидвухслойной весомой грунтовой среде с учетом объемных сил и ползучести грунта в процессе влагопереноса;

- прогрессивная констукция пластинчатого фундамента и результаты решения несвязной задачи влагоупругости о взаимодействии его с лессовым основанием в процессе одномерного и несимметричного двумерного увлажнения;

- результаты крупномасштабных полевых экспериментов по определению напряжённо-деформированного состояния . лессовых оснований под ленточными традиционными фундаментами и пластинчатыми, закрепленными массивами в процессе подъема уровня подземных вод и при замачивании с поверхности;

- результаты внедрения исследований в практику проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений на лессовых грунтах.

- 12 -

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении очерчен круг проблем, рассматриваемых в диссертации, обоснована актуальность работы, ее цель и решаемые задачи, научная новизна и практическая значимость. В пер- ' вом разделе диссертации лессовые грунты рассматриваются как геологическая среда дум строительства. Особое внимание уделяется их структурным ососбенностям, которые при увлажнении рассматриваемых грунтов определяют долю пластических деформация в процессе загружения. Приводится критический анализ су- • ществующих моделей количественной оценки просадочного процесса. Показано, что собственно лессовые грунты должны рассматриваться как упругопластические тола, а деформации лессовидных пород могут определяться с использованием расчетных моделей линейно-деформируемых тел. Исследования, приведенные в разделе 2, посвящены особенностям влагопереноса при замачивании из различных источников в неоднородных, фильтрационно-анизотропных лессовых толщах. Здесь приводится постановка задачи и результаты численного анализа влияния параметров модели на трансформацию полей влажности в процессе влагопереноса. В третьем разделе рассматриваются принципы, теория и параметры модели влагопластичности, областью применения которой является определение напряженно-деформированного состояния оснований, представленных собственно лессовыми грунтами. Раздел 4 содержит результаты численного моделирования просадочного процесса с использованием расчетной модели влагопластичности. Здесь исследуется напряженно-деформированное состояние лессовой толщи при ее одномерном замачивании с поверхности и лессового основания' над заглубленным ленточным фундаментом в условиях несимметричного увлажнения из глубокого линейного источника. Анализируется влияние условий на нижней границе

- 13 -

зоны аэрации лессовых толщ. В пятом разделе приводится постановка и решение начально-краевых задач влагоупругости и влагоползучести. Рассмотрена связная задача влагоупругости о деформациях лессового основания при действии на его поверхности полосообразной нагрузки в общем случае изменения влаж-ностного режима в зоне аэрации. Раздел 6 посвящен решению ряда важных в практическом отношении несвязных задач влагоупругости о взаимодействии нагрузок, фундаментов и закрепленных массивов с лессовым основанием, неоднородность которого по деформационным характеристикам обусловлена замачиванием из различных поверхностных и глубинных источников. Результаты экспериментальных исследований влагопереноса и напряженно-деформированного состояния лессовых оснований и их сопоставление с результатами численного моделирования приведены в седьмом разделе.

I. ЛЕССОВЫЕ ГРУНТЫ КАК СТРУКТУРНО-НЕУСТОЙЧИВЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРОСАДОЧНОГО ПРОЦЕССА Лигологические виды грунтов лессового ряда - лессовые и лессовидные обладают признаками, сформулированными И.В.Поповым и Е.М.Сергеевым. К лессовым грунтам относят породы, содержащие в:, своем составе 50 и более процентов пылеватой фракции 50-2 мкм и обладающие склонностью к проявлению просадочных деформация. Лессовидные грунты - грунты лессового облика,с содержанием фракции 50-2 мкм менее 50 %, мало или практически непросадочные.

Вопросами генезиса, постгенетических изменений лессовых грунтов, их распространения, состава, структурно-текстурных особенностей, свойств с позиции инженерной геологии занимались Ф.Рихтгофен, И.В.Мушкетов, В.А.Обручев, П.А.Тутковскйй, А.И.Москвитин, И.И.Трофимов., И.Д.Седлецкий, Н.И.Кригер,

- 14 -

В.В.Докучаев, А.П.Павлов, П.А.Кропоткин, Б.П.Булавин, И.Л.Соколовский, М.М.Жуков, Н.А.Димо, С.А.Захаров,-С.С. Неустроев, Л.С.Берг,Т.С.Кавеля,А.К.Ларионов, З.И.Тихонова, В.М.Алексеева, Г.А.Липсон, В.П.Ананьев, Н.В.Воляник, Л.Г.Балаев, П.В.Карев, И.М.Горькова, П.А.Ребиндер, Б.Ф.Галай, Г.А. Мавлдаов, В.А.При-клонский, Ю.М.Абелев, М.Ю.Абелев, А.А.Мустафаев, С.К.Алиев, В.Ф.Краев, Я.Д.Гшгьман, М.Н.Гольдатейн, С.С. Савватеев, Г.Стефанов, Н.Я.Денисов, Ф,П,Саваренский, Б.Б.Польшов, Е.А. Замарин, А.Л.Рубинштейн, В.Н.Голубков, А.М.Дранников, В.И. Кругов, В.Б.Швец, Г.М.Лонизе, Р.С.Зиангиров, А.М.Рыжов и др. Всеобъемлющая характеристика лессовых пород содержится в двухтомной монографии "Лессовые порода СССР", выпущенной в в 1986г.под редакцией авторского коллектива,возглавленного акад. Е.М.Сергеевым, которая явилась важным этапом на пути углубленного и всестороннего изучения лессовых грунтов.

Исходя из направленности работы автор уделил особое внимание структурным особенностям лессовых грунтов, т.е. размерам, форме и характеру поверхности слагающих структурных элементов, количественному соотношению твердой, жидкой и газообразной составляющих грунта и характеру взаимосвязи их друг с другом. Показано, что структура лессовых грунтов во многом определяет развитие пластических деформаций при нагружении. Так лессовые грунты зврнисто-пленчатой, пылевато-пленчатой структуры с коагуляционными и кристализационно-водораствори-мыми связями проявляют значительную склонность к развитию пластических деформаций под нагрузкой при замачивании. Основания, представленные лессовидными грунтами с зернисто-агрегативной и агрегативной структуры с кристаллизационно-водонерастворимыми и коагуляционно-кристализационными связями в силу малой доли пластической деформаций при обычно действующих

нагрузках могут рассматриваться как линейно-деформируемые тела.

Особое внимание в разделе уделено просадочности как специфическому свойству лессовых грунтов,сути просадочного процесса и существующим расчетным моделям определения просадки. Рассмотрены различные гипотезы, объясняющие природу просадоч- :

ности и механизм просадочных деформаций - доуплотнения рыхло-сложенного грунта при потере им связности при замачивании (Б.И.Михеев, С.Н.Максимов, Н.Е.Денисов, Б.А.Замарин и др.), при растворении и выносе солей, являющихся структурным элементом (Б.Б.Полынов, Ф.И.Воровов, С.В. Быстров, Г.И.Архангельский и др.), при коагуляции или ионизации частиц и агрегатов, составляющих скелет грунта.Перечислены внутренние и внешние факторы, при взаимодействии которых возникает просадка.

i

Большой вклад в решение проблемы количественного описания (

просадочного процесса внесли Ю.М.Абелев, М.Ю.Абелев, Н.Я.Денисов, Л.Г.Балаев, А.М.Дранников, А.Л.Рубинштейн, Н.А.Цытович, Г.М.Ломизе, А.А.Григорян, В.И.Крутов,A.A.Мустафаев.С.Н.Клепиков, А.П.Пшеничкин, Ю.Н.Мурзенко, З.Г.Тер-Мартиросян, Я.Д. Гильман, Е.А.Сорочан, К.Ш.Шадунц, В.С.Аникин, А.В.Крайванов, Г.В.Васильков и др.

Существующие метода расчета деформаций грунтовых оснований можно разделить на две укрупненные группы: методы, основанные на использовании теории сплошных однородных и неоднородных линейно-деформируемых тел и нелинейные методы, использующие соотношения теории упруго-пластических сред. СНиП | 2.02.01-83 регламентирует определение просадочных деформаций с ■ ' использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемого полупространства, что не отражает сущности деформирования оснований, представленных собственно лессовыми

- 16 -

грунтами. Неадекватность методики СНиП физической сущности просадочного процесса и, как следствие, резкое в ряде случаев отличие расчетных значений деформаций от фактических (в 1.2...3 раза) корректируется путем введения ряда эмпирических коэффициентов. К другим' недостаткам методики СНиП 2.02.01-83 следует отнести: определение вертикальных перемещений в.. условиях одномерной задачи только от вертикальных нормальных напряжений по оси, проходящей через центр подошвы фундамента, т.е.неучет горизонтальных нормальных напряжений;' ограничение, давления по ' подошве расчетным сопротивлением просадочного грунта, само понятие которого предполагает нормируемое развитие зон пластических деформаций .в упругопластической среде, которой в излом является лессовое основание; невозможность учета внутреннего трения,как функции от влажности во всем диапазоне изменения нагрузок.

Я.Д.Гильман, Э.М.Садзтова, В.В.Логутин, В.П.Резников и др. при оценке напряженно-деформированного состояния лессовых просадочных толщ использовали расчетную модель двухслойной изотропной линейно-деформируемой среда. Темлературно-влажност-ная аналогия для описания напряженно-деформированного состояния лессовых линейно-деформируемых массивов была использована З.Г.Тер-Мартиросяном и А.Г.Мирзаевым. Рассмотрению лессовых'толщ как линейно-деформируемых, неоднородность которых обусловлена замачиванием,посвящены исследования А.А.Мустафаева, Г.Л.Брэндовского, В.М.Азархина, Ш.М.Шлафмана, С.Н.Клепикова И.В.Матвеева, Н.Г.Мирзаева и др. Автором такие задачи названы несвязными задачами влагоупругости. Термин "влагоупругость" в полной мере можно использовать применительно к решению широкого класса задач консолидации, например, деформации лессовой толщи в зонах водонасыщения с учетом объемных сил

- 17 -

могут быть описаны в рамках теории консолидации В.А.Флорина-М. Био.

Теоретическое и экспериментальное развитие нелинейных моделей грунта нашло отражение в работах М.Ю.Абелева, М.Арнольда, А.И.Боткина, А.К.Бугрова, А.Бишопа, Е.Ф.Винокурова, С.С. Вялова, Г.А.Гениева, М.Н.Гольдшейна, Б.И.Дидуха, В.А.Иосиле-вича, А.Л.Крыжановского, В.Кирпатрика, Г.Лемба, Н.В.Малышева, Г.Н.Ломизе, С.К.Месчана, Л.Н.Рассказова, К.Роско, А.О.Строганова, З.Г.Тер-Мартиросяна, А.Б.Фадеева, В.Г.Федоровского, В.И. Соломина, В.Н.Широкова, С.Б.Ухова, и др.

С.Н.Клепиковым, А.С.Трегубом, И.В.Матвеевым рассмотрены особенности определение деформации лессовых массивов при их замачивании с использованием расчетной схемы просздочной толщи в виде неоднородного нелинейно-деформируемого слоя. Вопросами взаимодействия свайных фундаментов с лессовым основанием в нелинейной постановке посвящены обширные исследования И.П.Бойко.

А.А.Мустафаев, внесший большой вклад в развитие механики лессовых грунтов, подчеркивает, что просадочный процесс определяется взаимодействием неустановившихся непрерывных полей влажности и упруговязкопластических деформаций. Ю.Н.Мурзенко также указывает на необходимость учета упруго-пластических деформаций лессовых оснований. Отличие пластического деформирования грунтов от конструкционных материалов четко сформулированы Ю.К.Зарецким, С.С.Вяловьи, А.К.Бугровым. В грунтах деформация формы является преимущественно пластической и зависит не только от девиатора.но и в значительной степени от гидростатической части тензора напряжений, от пути нагружения .и вида напряженного состояния, т.е.

Объемная деформация грунта в большей своей части является пластической и зависит не только от шарового* тензора напряжений, но и весьма существенно от девиатора напряжений и в некоторой степени от вида напряженного состояния и траектории на-гружения, т.е.

Для лессовых просадочных грунтов, деформационные характерис-' тики которых изменяются при увлажнении, зависимости (I), (2) очевидно должны.быть записаны в. виде

£о= ео<бо' (4>

Характер инвариантных зависимостей (3), (4) для различных ли-тологических типов лессовых грунтов экспериментально изучался Г.М.Ломизе, А.Л.Крыжановским, Г.Н.Кравцовым, В.А.Пустогачевым, М.М.Ханкельдиевым, В.Г.Столяровым, А.В.Крайвановым и др. Определяющие уравнения, отражающие индивидуальные свойства грунта, в рамках теории течения упрочняющейся пластической среда, выгодно отличающейся от деформационной теории пластичности, сформулированы Ю.К.Зарецким, Г.В.Васильковым и др. ■

Реализация нелинейных задач обычно осуществляется • с использованием метода конечных элементов. Этот метод дискретного анализа получил развитие в трудах А.В.Вейнбегра, Л.А.Ро-зина, В.А.Постнова, А.А.Сахарова, Н.Н.Шапошникова, Г.В.Василь-кова,Д.Одена,О.Зенкевича,К.Бейе, Е.Вилсона.Л.Сегерлинда и др.

Из работ, посвященных решению задач влагопластичности следует отметить . исследования К.Ш.Шадунца, В.С.Аникина, Г.В.Василькова, И.Ю.Дежиной.

Раздел завершается выводом о том, что проблема количественного описания деформаций лессовых оснований может быть ус-

условиях рассмотрена задача о распределении напряженна и перемещения в двухслойном основании при действии в одном из слоев сосредоточенных сил, результаты решения которой могут быть использованы при расчете заделанных в грунт и подземных конструкций. Указанные задачи решены аналитическци. Рассмотрено взаимодействие системы "закрепленный ленточный массив - лессовая толща" и пластинчатого фундамента с грунтовым основанием в условиях замачивания. Моделирование осуществлялось варйационно-раз-ностными методами МНР и МКЭ. Здесь получен ряд важных с практической точки . зрения выводов, позволяющих оптимизировать фундаментные конструкции и производить расчет их оснований по второй группе предельных состояний.

При решении несвязных задач влагоупругости о НДС лессового основания при действии поверхностной полосообразной нагрузки или внутренних сосредоточенных сил оно рассматривается как двухслойное, мощность одного из слоев которого определяется границей фронта увлажнения. Верхняя граница • основания частично или полностью свободна от напряжений, а на границе сопряжения слоев поставлены условия неразрывности напряжений и перемещений. При действии полосообразной нагрузки смешанная плоская задача . сводится к решению неоднородного бигармонического уравнения при помощи преобразований Фурье 2Р (1.+ и.)

ддф = -:-1 = 1,2, <23)

1 Е.

I

где а - оператор Лапласа, Р - проекция массовых сил на ось у, Е. и и. - соответственно модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта для 1-го слоя грунта.

При действии сосредоточенных сил в одном из слоев компоненты напряжений и перемещений выражены через бигармонические функции перемещений, две из которых записаны для слоя, где приложены

силы, одна - для незагруженного слоя.

НДС неоднородной системы "закрепленный ленточный массив -лессовая толща" анализировалось с использованием модели квазидвухслойной среда (один из слоев водонасыщэн, другой имеет природную влажность). С учетом зависимости коэффициентов Ляме от влажности (координат) задача сводится к решению дифференциальных уравнений теории упругости в перемещениях с переменными коэффициентами Ляме относительно' неизвестных функций и(х,у), 7(х,у) с учетом граничных условий и определению -компонентов тензора напряжений из обобщенного закона Гука. Анализ НДС системы произведен с учетом влияния: модулей деформации и коэффициентов Пуассона элементов системы, положения уровня подземных вод и фронта инфильтрации, геометрических размеров закрепленного массива.

Установлено, что при инфильтрации жидкости с поверхности происходит концентрация напряжений, при подъеме уровня подземных вод - деконцентрэция. Распределение напряжений в квазвдвухслой-ной и однородной срэдах существенно разнится. Например, изобары по ширине уже, но распространяются на большую глубину, чем в однородной среде. Изменение коэффициентов Пуассона элементов системы не оказывает существенного влияния на значения вертикальных нормальных напряжений, в то время как горизонтальные нормальные напряжения изменяются весьма значительно (до 100 %). Для конкретной площадки, представленной лессовидными суглинками, показано, что расчетное вертикальное перемещение закрепленного массива на 40 % превышает аналогичную величину по СНиП 2.02.01-83 и близко к фактическому, отличаясь от него на 3-4 55.

Автором в содружестве с М.В.Поляковым разработана прогрессивная, экологическая относительно чистая конструкция пластинчатого фундамента, состоящего из опорного блока и вертикально

пластин из ■ закрепленного грунта. Численное моделирование НДС системы "ленточный пластинчатый фундамент - лессовое основание" осуществлялось с использованием программного комплекса "Полюс" в . два этапа. На первом этапе изучалась трансформация НДС при изменении последовательно одного или сразу нескольких параметров - различного положения пластин, их высоты и расстояния между ними,ширины опорного блока, модульности материала пластин и др. Показано в частности, что при оптимальном расположении пластин достигается существенное снижение осадки (до 45%) по сравнению с осадкой сплошного ленточного фундамента. На втором этапе изучено взаимодействие пластинчатого фундамента с фильтрационно-анизотропной лессовой толщей' в условиях двумерного симметричного и несимметричного замачивания из поверхностных источников, т.е. решалась несвязная задача влагоупругости. Рассматривался ряд фиксированных состояний лессового основания по влажности в различные момента времени . Установлено, что эффективность применения пластинчатого фундамента по сравнению с традиционным исходя из расчета по деформациям достигает 40%.

7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛАГОПЕРЕНОСА В ЗОНЕ АЭРАЦИИ И НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ОСНОВАНИЯ Результаты численного решения одномерных, двухмерных- и осесимметричных задач влагопереноса в ненасыщенных однородных и неоднородных, фильтрационно-анизотропных лессовых толщах сопоставлении с результатами известных крупномасштабных полевых экспериментов НИИОСП, ЮКНШ (Харьков), Днепропетровского филиала НИИОСП, УкрГИИНТИЗА, осуществленных в 1961-1963 гг в Запорожье и Днепропетровске, экспериментов И.Г.Тахирова, И.А.Абдуллаева на площадках в г.Ош (Кыргызстан) и г.Душанбе (Таджикистан), проведенных в 1981-1985 гг. В целом итоги теоретических исследований и

перечисленных экспериментов по замачиванию лессовых оснований хорошо согласуются.

Результаты численного решения одной из начально-краевых задач влагошюстичности сопоставлены с результатами опытного замачивания лессовой толщи II типа по просадочности из котлована в г.Волгодонске (РостовДонтиаз, 1973-1974 гг.). Фактическая просадка дна котлована - 236 мм, расчетная с использованием модели влаго-пластичности 251 мм,расчетная по СНиП 2.02.01-83 - 200мм (рис.9).

Рис.9. Эпюры просадки от собственного веса грунта (1,2 - по результатам натурных испытаний, 3 - по результатам расчета). Рассматриваются результаты осуществленных в 1979-1992 гг. под руководством автора крупномасштабных экспериментов по определению

напряженно-деформированного состояния основания, представленных лессовидными суглинками. На трех экспериментальных площадках в гг. Ростове-на-Дону и Волгодонске исследовалось взаимодействие ленточных традиционных и пластинчатых фундаментов, закрепленных силикатизацией массивов с лессовым основанием в процессе искусственного замачивания. В первом и третьем экспериментах испытания проводились на частично уплотненном и естественном основании в процессе регулируемого подъема уровня подземных вод, при этом замерялись вертикальные .нормальные напряжения и перемещения. При подъеме уровня подземных вод наблюдались деконцентра-ция вертикальных нормальных напряжения, увеличение активной зоны, рост деформации за счет просадки. Фактические вертикальные перемещения хорошо согласуются с результатами численного решения соответствующих несвязных задач влагоупругости и превышают расчетные по СНиП 2.02.01-83 на 35-40%. Экспериментальное исследование НДС основания ленточного пластинчатого фундамента производилось в процессе одномерного замачивания с поверхности. Здесь фактическое вертикальное перемещение основания также близко к расчетному и превышает соответствующее значение по СНиП на 18%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ В диссертационной работе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, которые посвящены решению важной научно-технической проблемы - разработке методов расчета лессовых оснований по второй группе предельных состояний на основе использования механико-математических моделей, отражающих суть просадоч-ного процесса. Использование этих методов в проектной практике позволяет обеспечить эксплуатационную надежность зданий и сооружений и резко снижает затраты на преобразование грунтов основания и

усиление надземных конструкций.

Основные научные и практические результаты исследования приведены в следующих выводах:

1.Рассмотрение природы деформирования различных литологических типов лессовых грунтов и результаты сопоставления расчетных значений деформаций просадочных оснований множества объектов, определенных по действующим нормативным документам, с фактическими,приводит к выводу, что причиной значительного их отличия являются существенные недостатки методики СНиП 2.02.01-83,. основным из которых является использование расчетной модели линейно-деформируемого полупространства без надлежащего учета сути проса-дочного процесса, структурных особенностей и характера связи между частицами лессового грунта. Исходя из этого обоснован дифференцированный подход к количественной оценке деформаций о снований,представленных грунтами лессового ряда,с использованием предлагаемых расчетных моделей, учитывающих сущность просадочного процесса.

2. Для оснований зданий и сооружений, представленных собственно лессовыми грунтами, содержащими более 50 % частиц пылеватой фракции, зернисто-яленчатой, шлевэто-пленчатой структуры с коагуляционными и кристализационно-водорастворимыми связями и обладающими значительной склонностью к просадкам, разработаны принципы, теория и метод решения нелинейных начально-краевых задач в рамках феноменологической механико-математической модели влзгошгастичЕОсти. При численной реализации модели влагопластич-ности использован обобщенный метод упругих решений. На основе использования касательного модуля, как коэффициента пропорциональности между приращением интенсивности напряжений и интенсивности деформаций, итерационный процесс сводится к решению линейно-упругих задач, коэффициенты которых зависят от напряженно-деформированного состояния предыдущего шага и изменения

внешней нагрузки. Указаны основные направления совершенствования модели влагопластичности за счет увеличения связности начально-краевых задач и точности определения параметров модели.

3. Поставлен и решен ряд задач двумерного,ссесимметричного и одномерного влагопереноса в зоне аэрации неоднородных фильтрацион-но-анизотропных лессовых толщ. Принято, что передвижение влаги в грунте обусловлено действием термодинамического потенциала влаги, мерой которого является всасывающее давление,которое нелинейно зависит' от влажности, плотности скелета; грунта, напряженно-дефор-

. мированного состояния и других параметров. Установлено, что на распространение влаги в грунте в процессе замачивания из различных источников существенное влияние оказывают природная влажность, пористость, наличие подземных вод и погребенных горизонтов, водопроницаемость подстилающих слоев. Показано, что фильтрационная ' анизотропия и неоднородность лессовых толщ сказывается на скорости распространения влаги и очертании поля влажно ста. Ре зультаты численного моделирования согласуются с известными из практики фактами о формировании куполов подтоплениям и образовании верховодки на погребенном слое. Показано, что в целом результаты численного моделирования одномерного влагопереноса с использованием МНР и МКЭ согласуются с тестовым аналитическим решением Бродбрвд-жа П. и Байта И. и известными результатами экспериментов Ботмана, Колмана и других исследователей. '

4. Для решения ряда практических задач в рамках расчетной модели влагопластичности использованы разработанные алгоритмы и соответствующие программы на языке Фортран IY для ЭВМ типа ЕС и Турбо Паскаль для ПЭВМ, совместимых с IBM. Использован программный комплекс "Полюс", в основе которого лежит метод конечных элементов. Рассмотрены различные случаи загружения лессовых оснований в условиях замачивания из больших по площади поверхностных и глубоких

линейных источников. Изучено влияние уровня подземных вод. Наряду с внешней нагрузкой учтены собственный вес грунта, объемные капиллярные силы и поровое давление.Установлено, что вертикальные нормальные напряжения в случае замачивания лессовой толщи из котлована при использовании предложенной модели и модели линейно-деформируемого тела примерно равны, а вертикальные перемещения при нелинейной постановке задачи больше соответсвуюших значений при линейной постановке примерно на 12,5 %. Причем вертикальные перемещения существенно возрастают (до 65%) при наличии уровня подземных вод, причиной чему является капиллярное поднятие влаги.

Результаты изучения трансформации напряженно-деформированного состояния однородного, фильтрационно-анизотропного лессового основания ленточного фундамента при одностороннем замачивании из глубокого линейного источника указывают на то, что учет взаимовлияния двух непрерывных нестационарных полей влажности и нелинейных деформаций приводит к существенному перераспределению напряжений в основании за счет увеличения деформативности грунта в увлажненной зоне основания. Перераспределение напряжений при несимметричном замачивании привадит к неравномерной деформации лессового основания. Существенным является значительный рост нормальных горизонтальных напряжений,что свидетельствует об ошибочности применения методики расчета деформаций просадочных оснований,основанной только на учете компрессионного уплотнения. Суммарное вертикальное перемещение (осадка и просадка) примерно на 32% превышает аналогичную величину, подсчитанную по СНиП 2.02.01-83.

5. Для расчета по второй группе предельных состояний - по деформациям оснований, представленных лессовидными грунтами с зернис-то-агрегативной и агрегативной структурой с кристализационно-водо-нерастворимыми и коагуляционно-кристализационными связями и, поэтому, непросадочными или малопросадочными, предложены связные и

несвязные модели влагоупругости. Эти модели предполагают рассмотрение лессового грунта как линейно-деформируемого тела, неоднородность которого обусловлена изменением демормационных характеристик в процессе увлажнения.

6.Связная модель влагоупругости реализована при решении важных в практическом отношении задач о распределении напряжений и деформаций лессовых массивов при одномерной инфильтрации влаги и при подъеме уровня подземных вод с учетом внешней нагрузки и массовых сил. Получены формулы для определения времени и скорости продвижения фронта увлажнения влаги в деформирующейся при просадке лессовой толще, суммарной просадки как функции от времени, которые использованы в практике проектирования.

7. Несвязная модель влагоупругости реализована при решении класса задач о взаимодействии нагрузок, фундаментов и закрепленных массивов с лессовым основанием. Аналитически решена новая задача механики сплошных деформируемых тел - задача о "распределении напряжений и перемещений в двухслойном за счет замачивания лессовом основании при действии в одном из слоев сосредоточенных сил, из которой путем предельных переходов получены известные классические решения Мелана и Кельвина.

8. Получено аналитическое решение задачи влагоползучести о распределении напряжений и перемещений в слоистой квазвдзухфазной весомой лессовой толще с учетом объемных фильтрационных сил и ползучести грунта в процессе влагопереноса. Деформации твердой фазы грунта описаны с использованием линейной теории наследственной ползучести Маслова Т.Н.-Арутюняна Н.Х., причем общие связи между напряжениями и деформациями записаны исходя из того, что скелет объемно деформируется под действием порового давления. Приведены формулы для определения составляющих тензора напряжений и вектора перемещений через функцию перемещений Фурье.

9. Изучено взаимодействие системы "закрепленный ленточный массив - лессовое основание". Установлены закономерности формирования напряженно-деформированного состояния лессового основания в процессе увлажнения, выявлены факторы, оказывающие наиболее существенное влияние. Показано, что распределение напряжений в квазидвухслойной и однородной средах существенно • разнится. Закрепленный массив передает подстилающему грунту от 10 до 50 % внешнего давления. Коэффициент Пуассона составляющих системы значительно влияет на изменение горизонтальных нормальных напряжений. Путем численного моделирования установлено, что при инфильтрации жидкости с поверхности наблюдается концентрация вертикальных нормальных напряжений, в то время как при подъеме уровня подземных вод обнаруживается их деконцентрация, что согласуется с результатами экспериментальных исследований. Для конкретной площадки, представленной лессовидными суглинками, показано, что расчетное суммарное вертикальное перемещение закрепленного массива на 40 % превышает аналогичную по СНиП 2.02.01-83 и близко к фактическому, отличаясь от него на 3-4 %.

10. Предложена прогрессивная, экономичная и экологически относительно чистая конструкция пластинчатого фундамента с использованием метода гидророразрыва при его устройстве. В рамках несвязной модели влагоупругости исследована трансформация напряженно-деформированного состояния системы "пластинчатый фундамент - лессовое основание ". Численный эксперимент позволил - установить, что наиболее эффективным является такое размещение пластин, при котором их ось совпадает с краем опорного блока; пластинчатые фундаменты позволяют в условиях замачивания снизить вертикальные перемещения до 40 % по сравнению с традиционными конструкциями ленточных фундаментов. Использование пластинчатых фундаментов позволяет снизить затраты труда на 14 %, крепящего раствора на 23 Ж по сравнению с

известными техническими решениями.

11. Методы решения всех вышеупомянутых задач реализованы в виде пакетов прикладных программ для ЭВМ и ПЭВМ.

12. Результаты численного решения задач о влагопереносе в зоне аэрации лессовых толщ при замачивании из различных источников указывают на хорошую их сходимость с результатами известных экспериментов. Проведены крупномасштабные эксперименты по исследованию напряженно-деформированного состояния лессовых оснований в процессе 'их увлажнения во взаимодействии с ленточными и пластинчатыми фундаментами, закрепленными массивами. Фактические значения вертикальных перемещений согласуются с результатами численного моделирования на основе предложенных расчетных моделей влагопластичности и влагоуп-ругости и превышают аналогичные значения по СНиП 2.02.01-83 на 18...40 %.

13. Материалы диссертации включены в ряд нормативных документов государственного и регионального уровней и используются в практике проектирования объектов на лессовых грунтах организациями Северного Кавказа и Украины.

По теме диссертации опубликовано 80 работ. Основными из них являются:

Рекомендации, технические условия.

1. Рекомендации по проектированию закрепленных силикатизацией массивов в лессовых просадочных грунтах. -М.: Госстрой СССР, 1880, -50 с.(соавторы Азархин В.М., Селезнев А.Ф., Бекетов А.К. и др.).

2. Временные технические условия по проектированию оснований и фундаментов общественных и жилых зданий на просадочных грунтах в г.Волгодонске. -М.: Госстрой РСФСР, 1980, -28 с. (соавторы Трейвас В.И., Косицын Б.А., Шевелев В.Б. и др.).

3. Рекомендации по усилению железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий. Часть 3. Основания. -Харьков: Харьковский ПромстройНИИпроект, 1988, -119 с. (соавторы Лучковский И.Я., Лекумович Г.С., Азархин В.М. и др.).

Статьи в журналах и сборниках.

4. Распределение напряжений и перемещений в упругом слое при

действии внутри него сосредоточенных сил. //Основания, фундаменты и механика грунтов. - N5. -М., 1964. Гос. изд-во по стр. -с.2-4 (соавтор Шерхер О.Я.).

5. Особенности инфильтрации влаги в лессовых неоднородных толщах //Труды Межвузовской конференции по строительству на лессовых грунтах. -М.: Стройиздат, 1973, -с. 14-15.

6. Напряженно-деформированное состояние двухслойного основания при действии на его поверхности равномерно-распределенной нагрузки //Изв. СКНЦ ВШ. Техн. науки. -№2, -Ростов-на-Дону, 1975. -с. 41-48. (соавтор Браиловский Г.Л.).

7. Напряженно-деформированное состояние просадочной грунтовой толщи при инфильтрации влаги (проская задача) //Основания и фунда-' менты. Межвуз, сб. -Новочеркасск: Новочеркасский политехи, ин-т, -1976. -с.64-70. (соавторы Браиловский Г.Л., Азархин В.М.).

8. К вопросу о прогнозировании деформаций лессовой просадочной толщи при подъеме уровня грунтовых вод //Изв. СКНЦ ВШ. Техн.науки. -М, -Ростов-на-Дону, 1977. -с.61-64. (соавторы Ананьев В.П., Браиловский Г.Л.).

9. Распределение напряжений и перемещений в слоистой квазвдвухфазноя среде с учетом ползучести (плоская задача) //Расчет оболочек и пластин.. -Ростов-на-Дону: Рост.инж.-строит, институт, 1978. -с.173-183. (соавтор Браиловский Г.Л.).

10. Расчет напряжений и перемещений в грунтовой системе

"закрепленный массив - лессовая среда" при действии полосообразной нагрузки //Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. IX Всесоюз. совещ. -М.: Стройиздат, 1978. -с. 20-22. (соавторы Селэзнев А.Ф., Азархин В.М.).

11. Деформации лессовой просадочной толщи при изменении влаж-ностного режима в зоне аэрации //Основания и фундаменты в сложных инженерно-геологических условиях.Межвуз.сб. ЖЗ, -Казань: Казан, инж. -строит, ин-т, 1979. -с.11-15. (соавторы Ананьев В.П., Браиловский Г.Л.).

12. О некоторых моделях "влагоупругости" механики лессовых грунтов //Проектирование и строительство зданий и сооружений на лессовых просадочных грунтах: Тез.докл. к республ.научн.-техн.конф, - Т.2. Теории и методики расчета оснований и фундаментов. -Барнаул, 1980. -с. 120-127. (соавтор Шлафман Ш.М.).

13. К решению плоской и осесимметричной задач влагопереноса в ненасыщенной грунтовой среде //Экспериментально-теоретические исследования процессов упруго-пластического деформирования основа-

ниа и фундаментов. Межвуз.сб., -Новочеркасск: Новочеркасска® политехи, ин-т, 1980. -с.63-72. (соавтор Шлафман Ш.М.).

14. Напряженно-деформироавнное состояние лессовой толщи при одномерном изменении влажностного режима в зоне аэрации //Проектирование и строительство зданий и сооружений на лессовых просадочных грунтах: Тез.докл.республ.науч.-практ.конф. -Т.2. Теории и методики расчета оснований и фундаментов. - Барнаул, i

1980. -с.134-142. (соавторы Бекетов А.К., Азархин В.М.).

15. К описанию влагопереноса в зоне аэрации просадочноа . ! лессовой толщи //Основания и фундаменты в сложных инженерно-геоло- : гических условиях. Межвуз.сб., -Казань: Казан.инж.-строит, ин-т.,

1981. -с.46-48. (соавторы Шлафман Ш.М.-, Азархин В.М.)^

16. Исследование трансформации напряженно-деформированного состояния закрепленного ленточного массива, работающего в лессовой толще I типа по рпосадочности //Закрепление и уплотнение грунтов в ! строительстве: Тез.докл. X Всесоюз. научно-тэхн. совещ. -М.: ■ Стройиздат, 1973. -с.20-22. (соавтор Азархин В.M.). j

17. Экспериментальные исследования взаимодействия ленточных ; штампов с уплотненным лессовым основанием в условиях подтопления j //Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез.докл. X I Всесоюз.научн.-техн. совещ. -М.: Стройиздат, 1983. -с. 157-159. (соавтор Гольдаляк Б.Л. ).

18. Решение плоской задачи влагопереноса с учетом анизотропии j //Вопросы исследования лессовых грунтов и методов возведения i фундаментов на них. Межвуз.сб. -Ростов-на-Дону: Рост.инж.-строит. i j ин-т., 1983, -с.71-77., (соавтор Шлафман Ш.М.). ;

19. Исследование влагопереноса в лессовой толще при замачивании из поверхностного линейного источника //Вопросы исследования г лессовых грунтов и методов возведения фундаментов на них. ! Межвуз.сб. -Ростов-на-Доу: Рост, инж,-строит, ин-т., 1985. -с.128 ; -134. (соавор Углич С.И.).

20. О влиянии граничных условий на влэгоперенос при замачивании лессовой толщи из поверхностного линейного источника //Вопросы исследования лессовых грунтов и метода возведения фундаментов на них. Межвуз.сб. -Ростов-на-Дону: Рост. _инж.-строит, ин-ст.,1987. -с. 82-87. (соавтор Углич С.И.).

21. Об одной модели влагопереноса в просадочном основании //Проблемы защиты, строительства зданий и сооружений на просадчных грунтах. Тез. докл. к республ. научн.-техн. конф. в г.Запорожье. -Киев: НИИСК Госстроя СССР, 1987. с. 84-86. (соавторы Васильков

Г.В., Дежина И.Ю.Дедух А.И. ).

22. Исследование влагопереноса для оценки свойств просадочных и силикатированных грунтов //Современные проблемы инженерной геологии и гидрогеологии территорий городов и городских агломераций. Тез.докл. иг Всесоюзн. семин. Акад.наук СССР. Ин-т литосферы. -М.: Наука, 1987. с.16-17.(соавторы Азархин В.Н..Пашков В.И.).

23. Исследование НДС лессового основания как упруго-пластической среда с учетом изменения влажностного режима при замачивании //Инженерная геология лессовых пород. Тез.докл. Всесоюзн. совещ. кн.2. -М.¡Госстрой РСФСР, 1989. -с.27-28. (соавторы Васильков Г.В., Дежина И.Ю.).

24. О параметрах модели влагопластичности лессовых грунтов //Вопросы исследования лессовых грунтов и методов возведения фундаментов на них. Межвуз.сб. -Ростов-на-Дону: Рост. инж.-строит, ин-т., 1989. -с.63-68. (соавторы Васильков Г.В., Дедух А.И.).

25. К описанию НДС просадочных оснований с использованием модели влагопластичности. //Лессовые просадочные грунты как основания зданий и сооружений. Тез. докл. к Всесоюзн. науч.-практ. конф.-Барнаул,1990.-с.30-32.(соавторы Васильков Г.В.,Дежина И.Ю. ).

26. Исследование напряженного состояния основания пластинчатых фундаментов //Вопросы исследования лессовых грунтов и методов возведения фундаментов на них. Межвуз.сб. -Ростов-на-Дону: Рост, инж.-строит, ин-т., 1991. -с.79-85. (соавтор Поляков М.В.).

27. A.c. I6294I3 СССР, МКЛ Е 0217/20. Способ укрепления откосов. -Опубл. 1991, Бюл. Ш. -с.80. (соавтор Поляков М.В.).

28. К вопросу расчета лессовых оснований с использоваием модели валгопластичности //Вопросы исследования лессовых грунтов и методов возведения фундаментов на них. Межвуз.сб. -Ростов-на-Дону: Рост. инж.-строит, ин-т., 1993. -с.60-67. (соавторы Васильков Г.В., Дежина И.Ю.).

29. Задачи влагоупругости и влагопластичности применительно к расчету просадочных оснований //Нелинейная механика грунтов. /Тр.IV Российск.конф. с иностранным участием. T.I. -Спб., 1993. -с. 26-31. (соавторы Васильков Г.В., Дежина И.Ю.).

30. Моделирование методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния в основании пластинчатого фундамента в условиях двумерного замачивания и фильтрационной анизотропии грунта //Вопросы исследования лессовых грунтов и методов возведения фундаментов на них. Межвуз.сб. -Ростов-на-Дону: Рост. гос. акад.стр-ва, 1993. с.78-88. (соавторы Васильков Г.В.,Поляков М.В.).

АНОТАЩЯ

Приходченко О.Е .Напружено-деформований стан лесових основ в процес! вологопереносу. Рукопис. 05.23.02 - Основи та фундамента. Науково-досл1 дний 1нститут буд1вельних конструкц!й-.Ки1в - 1995 р. Об"ектом досл1даень е прогноз деформация лессових основ буд1-вель та споруд з використанням феноменолог!чних моделей влагоплас-т!чяости, вологоползучост! та вологопружност1. Розглянуто взаемо-дЗл пол!в вологост!, нел1н!йних та л1н1йних деформац1Я основ, як1 представлен! грунтами лесового ряду, в р!зноман1тних умовах навантаження та замочування. Поставлено I вирНиено ряд практично важливих початково-краевих задач. Проанал1зовано вплив р!зноман1т-них парамитр1в розрахункових моделей. Наведено результата великомасштабних польових експеримент!в по визначенню напружено-деформованого стану лесових основ та 1х сп!вставлення з результатами чисельного моделювання. Досл1даення впровадаен! в практику буд!вницгва.

Prikhodchenko O.I. Stress-Strain State of loessial Bases in the Process of Moisture Transfer. Manuscript. 05.23.02 — Bases and Foundations. The Scientific Research Institute of Building Constructions. Kiev — 1995. The object of investigation is the forecast of loessial baseof buildings and constructions using phenomenological models of moisture plasticity, moisture creeping and moisture elasticity.Intheraction of moisture fields,nonlinear and linear deformations of bases, represented by soils of a loessial row under different continions of loading and artificial saturation was examined. A number of practically important and initially marginal problems was put and solved. The influence of different parameters of theoretical models was analysed. The results of large-scale field experements to determine the stress-strain state of loessial bases and their comparison with the results of numerical simulation are given. The investigation was put into the practice of construction.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: основания, лессовые грунты, напряжения, деформа-

AM0TATI0N

ции, влагоперенос, расчетные модели, влагоплас-тичность, влагоползучесть,влагоупругость,численное моделирование, результаты полевых экспериментов.

ЛР N 020818. Подписано в печать 10.10.95. Формат 60x84 /16. Бумага писчая. Ксерокс. Уч.-изд. л. 2.0 Тираж ТОО экз. С. 305

Редакционно-издательский центр Ростовскоа-на-Дону государственной академии строительства. 344022, Ростов-на-Дону, ул.Социалистическая, 162.