автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Несущая способность оснований глубоких опор и анкеров в несвязном грунте с учетом фактора дилатансии

РГ6 .од

. ыйашйггк^гай госулдрсязш-ьо ишиесмй университет

На правах рукописи

• СОБОДЕВЙШ Дмитрий Юрьевич

НЕСЭТШ СПОСОБНОСТЬ ОСНОБАНИЛ ГЛУБОКИХ ОПОР И АНКЕРОВ В НЕСРЛЗНО;,1 ГРУНТЕ С УЧЕТОМ .ОЛКТОРЛ ДИЛАТАНСИИ

Специальность 05.23.02 - Основания и фундаменты

Автореферат - . диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук-

Санкт-Петербург, 1923

Работа выполнена в научно-исследовательской части Еелорус-• ской государственной политехнической академии с 1006 по 1992 год, из них с 1988 по 1991 год в рамках; докторантура при нпучпим консультировании засл. деятеля науки РСуСР д.т.н. профессора "" Б.И.Далматова (ЛЕ1СИ).

Официальные оппоненты: - . -

доктор технических наук, профессор Нарбут P.M.

доктор технических наук, профессор Лапшин Ф.К.

доктор технических наук: профессор Фадеев А.Б.

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова

Защита состоится июня • Е1; 3 г. я И часов

на заседании специализированного совета Д 063.U8.I9 ирн Санкт-Петербургском государственном технической уншзороитетн по адресу: I9525I Санкт-Петербург, ул. Политехническая,

с диссертацией мо;;шо ознакомиться г иадчыо-'.чшЁгшсчоД . библиотеке Санкт-Петербургского государственного ссххг'оокото ' университета

Автореферат разослан апреля__ i'-^- l'•

Ученый секретарь специализированного conova кандидат технических наук

:;ркевпч •

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Современная геотехника выдвинула перед механикой грунтов ряд вопросов, не находящих необходимого ответа. Прежде всего это расчет на основе теории прочности Кулона-гМора несущей способности фундаментов глубокого заложения. При сопоставлении экспериментальных данных о сопротивлениях контактному сдвигу и внутреннему выпору с вычисленными теоретически, весьма часто выявляются противоречия, не поддающиеся устранению в рамках" традиционных представлений о прочности. Эти противоречия особенно обострились в связи о широким внедрением в практику новых технологий, обеспечивающих, с одной стороны, минимальное нарушение Природных свойств грунта, а с другой — активное и направленное воздействие на них с целью улучшения. Это методы "стена в грунте", инъекционной оп-рессовкд оснований буровых свай, инъекционного анкарования, армирования грунта и др.

Отставание теории наблюдается не только в методах расчета несущей способности и устойчивости, но также и в обосновании упомянутых технологий, а именно физических основ их воздействия на свойства грунта. Налицо определенный кризис теории, выразившийся в широком развитии эмпирических и полуэмпирических подходов. Он породил у инженера-практика оправданный скептицизм в оценках возможностей традиционных положений о прочности и деформативности грунтов.

Используемые механикой грунтов теории прочности исходно были разработаны для сплошных тел, важнейшим отличием от которых грунтов является свойство дилатансии. Понимание этого привело к многочисленным попыткам их уточнения. Получили развитие специальные методы испытаний. Были выдвинуты предположения о наличии взаимо-

связи между прочностными параметрами и условиями деформирования. Однако накопленный к настоящему времени материал, хотя и явился большим вкладом в'науку, не привел к закономерному теоретическому обобщению.

Целью диссертационной работы является учет фактора стесненной дилатансии в оцределешш несущей способности глубоких опор и анкеров, а также выявление влияния технологии их возведения на прочность несвязного грунта.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- разработки феноменологических моделей деформирования при контактном сдвиге, сдвиге "грунта по грунту" и внутреннем выпоре;

- создания на их основе специальных приборов, позволяющих проводить испытания с моделированием условий стесненной дилатансии;

- нахождения функциональной взаимосвязи мкэду прочностью и условиями деформирования несвязного грунта;

- введение поправок в условия прочности Кулона-Мора для учета фактора дилатансии;

- анализа возможностей для технологического воздействия на прочность несвязного грунта;

- разработки предложений по использованию уточненных условий прочности для расчета несущей способности свай, траншейных фундаментов, инъекционных анкеров.

Научную новизну представляют:

- сдвиговые и трехосный приборы, а также методики, позволяющие оценивать прочность грунтов, как функцию их деформационных характеристик;

- выявленная функциональная взаимосвязь между прочностными и деформационными параметрами грунта;,

- трактовка условий прочности Кулона-Мора с введением поправок на- дилатанспю;

- вскрыше резервы некоторых современных технологий, как позволяющих максимально мобилизовать фактор стесненной дилатансии;

- предложения по использованию уточненных условий прочности для расчета несушей способности сваи, траншейных фундаментов п инъекционных анкеров.

На защиту выносятся:

- приборы и методики испытаний грунтов в условиях стесненной дилатансии;

- результаты лабораторных испытаний несвязных грунтов с моделированием условий стесненной дилатансии;

- уточненная трактовка условий прочности ^лона-Мора о учетог, фактора дилатансии;

- применение разработанных положений для оценки возможностей технологического воздействия на прочность несвязного грунта с целью мобилизации фактора стесненной дилатансии;

- метод учета фактора стесненной дилатансии при определении несущей способности глубоких опор' и анкеров.

Фактический материал работы составили результаты исследований, проведенные автором в период с 1986 по 1992 гг., позволявшие создать и отработать оптимальные конструкции серии специальных приборов, объединенных общи названием "дилатометрические" • В

диссертации отражены результат более 270 лабораторных экспериментов. К их анализу привлечены данные о поведении песков при свободной и стесненной дилатансии, а такие результаты исследований фундаментов глубокого заложения, несущая способность оснований которых реализуется в условиях стесненной дилатансии. К анализу привлечены данные о новых типах свай изготавливаемых методами "бесконечного полого шнека" и с инъекционной опрессовкой пяты и ствола, предоставленные фирмой "Бауэр Шробенхаузен, ФРГ" (д-р М.Штоккер), Европейским Комитетом по сваям (проф. Е.Франке), проф. У.Смолчиком (Штуттгартский университет).

Апробация работи. Основные положения к выводи диссертации докладывались, -обсуждались или били представлены на международных (Таллин, 1988; Раубичк, 1989; Минск, 1992), всесоюзных (Новопо-лоцк, 1985; Владивосток, 1988, 1991, Одесса, 1990) и региональных (Чимкент, 1985; Галличн, 1986; 19'91; Ровно, 1988; Саратов, 1989, Рига, 1991) - конференциях; научных семинарах кафедр оснований, фундаментов и механики грунтов ЛИСИ и ЕЛИ, а таете конференциях этих институтов (1988, 1990, 1991); заседании лабораторий ыетодоЕ исшггший грунтос и свайных фундаментов БНИИОСП им.Герсеванова (1953)

Публикации. Результаты исследований опубликован» в 32 печатных работах. На конструкции приборов подучено 4 авторских свидетельства и положительных решения на изобретения.

Объем работы. Состоит из введения, цервой части из семи и второй - из четырех глав, общих выводов и двух приложений включает 421-е. текста (в т.ч. ИЗ рис. и 59 табл.); Список литераТуры имеет 136 наим. источников. Главы диссертации завершаются формулированием направлений для дальнейших исследований.

Автор выражает глубокую признательность научному консультанту по докторантуре засл. деятелю науки и техники России д.т.н. профессору Б.И.Далматову.

СОДЕРКЛШЕ РАБОТЫ ВВЕДЕМТЕ

Существует фундаментальное свойство, которым не обладают сплошные тела п жидкости и которое является неотъемлимш для зернистой среды. Это свойство изменять свой объем в процессе деформации формоизменения. Именно так его впервые определил в 1885 году 0.Рейнольде, обозначив термином "дилатансия".

Со времени обнаружения свойства дилатансии минуло более столетия. Оно ознаменовалось значительным углублением представлений о механизмах взаимодействий в грунтах, реализации внутреннего трения, как источника прочности среды, не обладающей связностью. Этому способствовали труда А.Бишопа, Д.Д.Баркана, С.С.Вялова, Н.М.Герсеванова, М.Н.Гольдттейна, А.Дрешера, А.Каэаграндэ, Т.Кении, А.Л.Крыжановского, Г.М.Ломизв, Г.Лэмба, М.В.Малышева, В.Н. Николаевского, Р.Пена, Д.Е.Полышша, А.М.Рыкова, П.Роу, К.Терцаги, Ю.Г.Трофименкова, М.Хворслева, И.В.Яропольского и других.

Однако было бы преувеличением утворлдать, что фундаментальное свойство дилатансии получило достойное отражение в механике грунтов, особенно используемой для практических нужд геотехники. Не наблюдается существенного продвижения в развитии теорий прочности и деформирования грунтов. Дилатансш же, фактически отнесена к второстепенным проявлениям, интересным скорее для ученого-грунтоведа, нежели инженера.

Настоящая работа посвящена изучению дилатансии, как возможного ключа к устранению накопившихся противоречий мезду механикой грунтов и геотехнической практикой. Диссертация не претендует па окончательные установки по проблеме, но предполагает указание нового направления научных исследований. Цриншншаль-

ним является положение о внутренней взаимосвязи прочности и де-формативности несвязного грунта, которая реализуется посредством дилатансии.

Автор убежден в плодотворности этого положения для преодоления отставания теории механики грунтов от современной геотехнической практики. Правильные представления о прочности откроют широкие возможности для совершенствования существующих и разработки новых технологий, создания достоверных методов расчета. Наконец, необходимо возведение дилатансии, как фундаментального свойства зернистой среды, на достойное место в механике.

Автор обращается к истории возникновения термина дилатансия и представлениям о взаимодействии зерен в несвязном грунте.

Равновесие зернистой структуры обеспечивается силами межгранулярного трения и взаимного зацепления зерен. Угол внутреннего трения рассматривается как суша угла межгранулярного трения Ш и угла зацепления (0 , т.е.

В этой суше (Я есть относительно постоянная величина, отве-

чающая минералу зерен и химическим свойствам контакта. Для кварцевых песков % 26...28°. Угол зацепления есть величина переменная, зависящая от окатанности, плотности сложения и гран-состава.

• Разрушение несвязного грунта есть изменение исходного сложе-

ЧАСГЬ ПЕРВАЯ ПРОЧНОСТЬ ДИМШРУЩЕГО НЕСВЯЗНОГО ГРУНТА

ГЛАВА I. ДИЛАТАНСИЯ, КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ СВОЙСТВО ЗЕРНИСТОЙ СРЕДЫ

9

(I)

ния зерен, которое происходит при преодолении сил межгранулярного трения и зацепления и проявляется в сдвигах. Большинство грунтов ' при небольших нормальных давлениях обнаруживают дилатансию. Рыхлые грунты, а также и средней плотности при высоких нормальных давлениях доуплотняются - контрактируют. Существует промежуточное (критическое) значение плотности, при котором объем грунта до и после разрушения сохраняется неизменным.

Изменение плотности является результатом пластической деформации от переупаковки зерен при их взаимном скольжении, повороте и скалывании. В плотных грунтах смещения зерен стеснены силами межгранулнрного трения и скольжения локализуются в плоскостях наибольших сдвигающих напряжений. Переупаковка зерен захватывает тонкий слой вдоль поверхности скольжения, где и происходит дила-тансия. Исследования А.Бишопа, П.Роу, А.М.Рызкова и многих др. доказывают, что за пределами сдвигаемого слоя объемы грунта деформируются подобно жестким блокам.

В рыхлых грунтах такого ограничения свободы зерен не наблюдается и скольжения могут происходить одновременно по нескольким направлениям, захватывая значительный объем.

Следует оговорить условность понятий плотный и рыхлый грунт, т.к. характер деформирования в определяющей степени зависит от напряженного состояния. Дилатансия же, будучи стеснена в ограниченных объемах грунта, способна существенно влиять на действующие в грунте нормальные напряжения. Примером могут служить условия внутреннего выпора под пятой сваи и контактного трения по ее стволу.

Учет изменений напряженного состояния связан с введением в расчет деформационных характеристик, а следовательно между прочностными и деформационными параметрами грунта должна присутство-

вать корреляционная связь. Предположение о наличии такой связи впервые вероятно сформулировано М.Н.Гольдштейном.

Критическая плотность, достижение которой грунтом может считаться критерием разрушения, неотделима от его напряженного состояния. Введено понятие начальной критической плотности при данном уровне напряжений, которая соответствует случаю, когда занимаемый грунтом объем до и после разрушения совпадает. Это понятие для грунта с плотностью выше начальной критической подразумевает, что дилатапсия локализована на поверхности скольжения.

Аетор обращается к условиям свободной и стесненной дилатан-сии и показывает, что ограничение объемных деформация при сдвиге к трехосном сжатии сопряжено с возникновением в грунте дополнительных нормальных напряжений, не учитываемых согласно традиционным представлениям. В сдвиговых испытаниях системы приложения нормального давления на образец как правило предполагают свободное вертикальное перемощение при дилатансия, т.е. в течение опыта (? « ¿п С'ОД^/ . Аналогично, в трехосных приборах испытание обычно производится при заданном значения одного из главных напряжений, или ^щ-СОЛ^

Таким образом, традиционные схемы испытаний грунтов ориентированы на условия свободной дилатансия.'Нарушение последних всегда приводит к противоречиям в интерпретации опытов. Если угол внутреннего трения рассматривается как соотношение между предельным сдвигающим Т~ц и начальным нормальным давлением <6„ , как

йчс£о > 7 17 ©Яв (2)

то его значение в условиях стесненной дилатансия достигает неожиданно высоких значений, нередко больших 45°. Если же, при. этом, нормальной давление в момент разрушения рассматривается с учетом

- II -

приращения от расклинивающего действия дилатансии (5^/ , то

Здесь возникает проблема определения дополнительного напряжения от дилатансии , которое является функцией деформационных параметров грунта ненарушенной (исходной) структур«, смежного с поверхностью скольжения.

Противоречия в интерпретации данных испытаний грунтов, особенно при их сопоставлении с результатам натурных испытаний фундаментов глубокого заложения поставили вопрос о необходимости доработки существующих теорий прочности, исходно разработанных для сплошных сред и не учитывающих свойство сыпучей среды изменять свой объем при формоизменении. Закономерен вывод о том, что теории прочности грунтов нуждаются в особой трактовке с учетом этого свойства. Поэтому необходимо введение в механику грунтов феноменологических моделей, позволяющих четко различать условия свободной и стесненной дилатансии. В заключении главы формулируются изложенные выше задачи исследования.

ГЛАВА П. МОДЕЛИ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ ДШТИРУШГО НЕСВЯЗНОГО ГРУНТА

Предлагаемые модели представляют собой сочетание модели скольжения и упругой модели. Это сочетание построено на разделении пластических- деформаций в зонах сдвига и упругих в смежных областях. Модели учитывают влияние ограничения дилатансии на напряженное состояние и условия разрушения грунта. Их частным случаем является условие свободной дилатансии, когда подобное влияние отсутствует.

Для описания моделей введены понятия: - слоя или полосы сдвига, в которых локализованы деформация

скольжения или переупаковки зерен, сопровождаемые дилатансией;

- области или зоны разрушения, для случая, когда деформации скольжения захватывают некоторый объем;

- массива, в котором переупаковки зерен не происходит, а наблюдается, главным образом, упругое взаимодействие в точках их контакта.

Дилатансия рассматривается как результат чисто пластических и частично упруго-пластических деформаций, локализованных в зоне сдвига или области разрушения. За пределами последних, в массиве, деформации, связанные со скольжениями зерен полностью отсутствуют. Таким образом, деформирование массива задается величиной дилатансии, а его реакция - значениями упругих характеристик грунта ненарушенной структуры.

Строго говоря, около зоны сдвигов грунт может испытывать местные деформации уплотнения ('также пластические). Поэтому, во избежание возможных возражений оговорим, что под термином дилатансия далее, как правило, понимается перемещение условной Гранины между слоем сдвига или зоной разрушения и массивом, т.е. упругое сжатие или расширение (при контракции) последнего.

В основу сдвиговых моделей включено два положения:

1) разрушение грунта при сдвиге локализовано в слое (полосе) вдоль контактной поверхности;

2) дилатансия слоя сдвига вызывает.упругий отпор массива грунта."

Тем самым предполагается, что в слое сдвига имеет место чисто пластическая (девиаторная), а в массиве - упругая (тензорная деформация).

Для описания деформирования массива воспользуемся модулем его упругости Е и коэффициентом упругого отпора (равномерного сжатия)

¿к

отражающего пропорциональность метду приращением дплатантного напряжения 4 ^ и соответствующим перемещением А ¿у . Эти величины связаны между собой соотношениями:

- для осе симметричной задачи, (5)

- и для плоской Е = (I - ^ (6) где - соответственно радиус и ширина поверхности сдвига;

)) - коэффициент Пуассона;

¿0 - коэффициент фермы сдвигаемой поверхности, который принят соответствующим среднему сжатию (загрузке) массива грунта от дилатансии, направленному перпендикулярно поверхности сдвига.

Феноменологическая модель, отображающая условия контактного сдвига при стесненной дилатансии представлена на рис. Xя _ Рис. I а отражает начальное напряженное состояние грунта, когда на контактной поверхности действует некоторое исходное нормальное давление . Это давление передается через слой зерен грунта

посредством упругих пружин, моделирующих массив.

Деформируемость пружин характеризуется их жестокостью $ , отражающей соотношение между приращением усилия сжатия А^ и соответствующим перемещением. В случае, если сжатие вызывается дилатансией зерен контактного слоя, жесткость пружин можно выразить, как. ^ р

При сдвиге поверхности площадью,А > (8)

тогда с учетом (4) &Вд ^" ^ * ^

В модели длина пружин соответствует толщине зоны в массиве, в которой распределяются дополнительные напряжения от дилатансии.

* ^'-с. в теките текста.

Это толщина тем больше, чем больше площадь (радиус) поверхности сдвига, т.е. одно и то же дилатантное перемещение способно

вызвать в массиве разное приращение нормального давления ЛС^/ .

Модель -сдвига "грунта по грунту" отвечает случаю зарождения в массиве поверхностей скольжения. От представленной на рис. I ее отличает расположение пружин с обеих сторон от полосы сдвига. Приращение нормального давления при сдвиге определяет общая (приведенная) жесткость массива, разделенного поверхностью скольжения.

Условия деформирования грунта при всестороннем сжатии отражены моделью на рис. 2. Область пластических деформаций отображена в виде оболочки с грунтом, помещенной в камеру с жидкостью. Б стенке камеры имеется гильза с поршнем и пружиной определенной жесткости, посредством которых создается начальное давление на стенки оболочки и моделируется реакция массива на объемные деформации грунта (рис. 2 а). При нагрукении происходит изменение плотности сложения зерен, сопрововдающееся дилатансией. Последняя ■воспринимается жидкостью камеры и передается на пружину, жесткость которой моделирует упругую реакции массива. Предельному дмз-лению на грунт соответствует окончание объемных деформаций, т.е. момент достижения критической плотности сложения зерен. При этом достигается и максимальное значение дилатантного распора (рис. 2 6).

Напряженное состояние грунта области разрушения характеризуется в этой модели компонентами нормальных напряжений: верти-

кального ¿у и бокового б^ . При возрастании первого, начальное боковое напряжение получает приращение на величину дилатантного Л^^ , определяемого жесткостью пружины или тем объемом жидкости, который она позволяет отжать.

По материалу главы можно заключить следующее.

1. Предложенные модели основаны на раздельном учете пластических (в зонах сдвигов) и упругих (в массиве) деформаций в грунте.

2. При своем ограничении дилатансия вызывает развитие дополнительных напряжений, накладывающихся.на исходно существовавшие в грунте.

3. Величина дополнительных напряжений от дилатансии определяется деформационными характеристиками массива (модулем упругости, коэффициентом Пуассона) и геометрическими параметрами зоны разрушения (радиусом, шириной, соотношением размеров), объединенными в значении коэффициента упругого отпора.

ГЛАВА III. ПРИБОРЫ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ В УСЛОВИЯХ СТЕСНЕННОЙ ДИЛАТАНСИИ

В главе 1D описано устройство специальных приборов, разработанных для сдвиговых и трехосных испытаний. В этих приборах реализованы модели разрушения дилагирущик грунтов, освещенные в главе 2. При их создании была сделана попытка расширить возможности лабораторных испытаний и избежать ошибок из-за неадекватного отражения натурных условий деформирования и разрушения грунта.

Разработана серия из трех сдвиговых и трехосного приборов: дилатометрический прибор контактного сдвига (ДПКС), а.с. й I49II43, дилатометрический прибор прямого среза (ДППС), дилатометрический прибор сдвига арглоэлементов в грунте (ДПКС-А), а.с. Л 1658033 и дилатометрический трехосный прибор (ДТП).

Главным отличием приборов от традиционных является система приложения нормального давления, которая решена с помощью динамометра регулируемой жесткости.

-16 -

Динамометр состоит из рейки со шкалой с раздвижными клиновидными опорами и упругой балочки, прогиб которой измеряется индикатором. Предварительно производится тарировка при разных пролетах опор .с определением жесткости динамометра отражающей пропорцию между приращением усилия дР и прогибом балочки ¿8 . Последняя связана с коэффициентом упругого отпора соотношением (9).

Коэффициент же К для грунта выражается, как соотнои.онпе между приращением дилатантного напряжения Жи перемощения А^ . Таким образом, регулируя пролет между опорами балочки можно регулировать не только жесткость динамометра, но и моделировать определенную величину коэффициента упругого отпора и модуля упругости массива грунта, определяющую его реакцию на дилатансига. С учетом (5), (6) и (9), жесткость динамометра выразится: для сдвига цилиндрической поверхности, как

(оМг <1Т)

и для сдвига плоской поверхности, как

¿•тячзг > -

где А - площадь поверхности сдвига в приборе.

Особенностью прибора ДИКС является возможность определения сопротивляемости сдвигу грунта относительно внедренного в него материала (рис. 3).

Испытание в приборе ДПКС производится следующим образом. На поверхности образца I через динамометр 2 <? установленной жесткостью и поршень 3 создается заданное нормальнее давление С>йс К каретке 4 с закрепленной на ней пластиной 5 с наклеенными зернами грунта (или другим материалом), прикладывается сдвигающая сила. На каждой ее ступени определяется значение сопротивления

- Т7 -

сдвигу и возникающее вследствие дилатансия, либо контракции^ изменение усилия в динамометре 2 - днлатангное напряжение • ~

Таким образом, сопротивление грунта сдвигу опрэделяет не начальное , а суммарное предельное давление б^у- Су .

Прибор ДПКС обеспечивает возможность проведения испытаний также и по стандартной методике, т.е. при свободной дилатансия. Дяя этого в процессе сдвига с помощью домкрата поддерживается постоянство нормального давления на образец.

Особенностью прибора ДППС является приложение нормального давления через динамометры регулируемой жесткости с обоих торцов образца. При этом обеспечивается возможность моделирования условий сдвига в массиве грунта, в том числе и по поверхности, разделяющей объемы с равными значениями деформационных характеристик. Для этого отдельно для верхнего и нижнего дшшмометров рассчитываются свои значения жесткости. Общая же дефоркатявность массива характеризуется приведенными значениями модуля упругости и коэффициента Пуассона.

Испытание в приборе ДПКС-А осуществляется вытяжкой полосы из материала армоэлемента (ткани, пленки и т.д.), защемленной в образце грунта.

Условия разрушения грунта при сложном напряженном состоянии моделируются в приборе ДТП. От традиционных стабилометров его отличает система приложения нормального давления, которая решена с использованием динамометров регулируемой жесткости.

Прибор ДТП позволяет проводить испытания также и при постоянном в течение опыта боковом; либо вертикальном давлении на образец. Для этого динамометр используется лишь для измерения действующего давления, величина которого поддерживается постоянной. При перемещении поршня в этом' случае лишь фиксируются объемные деформации образца, не влияющие на напрялегаюе состояние.

В заключении главы формулируются возможные подходы к совершенствовании методов определения прочности дилатирующего грунта.

ГЛАВА 1У. КОНТАКТНЫЙ СДВИГ В УСЛОВИЯХ СТЕСНЕНИЙ ДШТАНС1Ш

На основании испытаний песков в дилатометрическом приборе контактного сдвига рассматривается влияние ограничения дилатансии на прочность. Выявлено, что в условиях стесненной дилатансии при сдвиге начальное нормальное давление получает приращение на дила-тантное. В то же время, угол контактного трения уменьшается с увеличением жесткости массива за счет снижения компоненты зацепления в сторону значения угла межгранулярного трения , т.е. ^ ^

где дилатантная составляющая прочности,

¡р' - угол контактного' трения при стесненной дилатансии. Графики 11 даш на рис' 4 '

Эмпирически выявлено, что значения ^ подчинены зависимости, близкой к параболической вида ^ , (Т4). дли, с учетом СБ) и (¿р. соответственно &] . пли ^>(16) для сдвига в массиве грунта цилиндрической и плоской поверхности.

В'то же время, параметру ^ отвечает экспоненциальная функция вида • (17)- с Уче™

и (6), соответственно ^

5? +(К -¿Щ* '

/

или

- 19 -

где ij^ угол контактного трения при свободной дилатансии ("полный" угол).

Эмпирические коэффициенты & я отвечают плотности, влажности и грансоставу песка.

Зависимости (14) и (16) обнаруживают, что сопротивляемость сдвигу при стесненной дилатансии есть функция также и деформационных свойств грунта. Налицо корреляционная связь мевду прочностью и деформативностью, о которой упоминалось выше. При исключении стеснения дилатансии О . а , т.е. закон (13)

возвращается к своему традиционному "кулоновскому" виду который, таким образом, оказывается его частным случаем.

Определено, что существенное влияние дилатансия оказывает при среднем диаметре зерен песка 0^£О до 0,15 мм. При û^so^ О,15...О,10 мм и наличии в грунте фракций пнлеватых и глинистых частиц происходит изменение характера взаимодействия между зернами грунта, особенно при повышении влажности. Механическому зацеплению приходит на смену взаимодействие, опосредованное гидрат-ными оболочками. Термин "зерно" следует заменить на понятие "частица" .

В главе отдельно рассмотрены влияния влажности, прочности зерен, наличия пллеватой фракции, а также абсолютные величины дилатангных перемещений. Подтверждено, что последние весьма малы и находятся в пределах долей миллиметра, что важно в обосновании допущения от упругой реакции массива. Затронуты вопросы о пиковой и остаточной прочности песков, а также о знакопеременном циклическом сдвиге при стесненной дилатансии.

- 20 -

ГЛАВА У. ШЮСКШ СРЕЗ В УСЛОВИЯХ СТЕСНЕШЮЛ

дилатансии

Содержание этой главы основано на данных испытаний песков в дилатометрическом приборе прямого среза ДППС. Выявлено, что прочность при сдвиге "грунта по грунту" отвечает той же закономерности, что и при контактном сдвиге. Отличие состоит в том,что

присутствует угол не контактного, а внутреннего трения при стес-f

ненной далаганот у? , т.е.

Подтверждено понятие критического нормального давления ,

соответствующего полному подавлении дилатансии и точке "1.1" пересечения прямых 'I" и "2" на графике рис. 4. Эта точка отвечает единственному случаю совпадения сопротивляемости сдвигу при свободной и стесненной дилатансии.

Абсолютные величины дилаганткой составляющей прочности в 100, 200 и более кЛа, мобилизуемые уже при сдвиге песков средней плотности подтверждают, что неучет влияния дилатансии на прочность приводит к серьезнейшим ошибкам в расчетах несущей способности фундаментов глубокого заложения и устойчивости грунтовых массивов.

В главе систематизированы величины эмпирических коэффициентов Ли Ы. ' в выражениях (14)...(19) в зависимости от средней крупности зерен и начальной плотности сложения песков. Ее завершают общие для глав 4 и 5 выводы о закономерностях поведения несвязного грунта при сдвиге в условиях стесненной дилатансии.

- 21 -

ГЛАВА 71. ВНУТРЕННИЙ ВШОР КАК ПРОЯВЛЕНИЕ УСЛОВИЙ СТЕСНЕННОЙ даЛАТАПСИИ

Сопротивление внутрешюму шпору определяет несущую способность грунта под низшими концами свай, траншейных фундаментов и других видов глубоких опор. Характеризуется внутренний выпор отсутствием условий свободного расширения области пластических деформаций. Согласно принятой модели, дилатансия, происходящая во всем объеме этой области, развивается при упругом противодействии окружающего массива.

Материал главы построен на данных испытаний песков в дилатометрическом трехосном приборе (ДТП). Выявлены закономерности, близкие к отмеченным в исследованиях сопротивляемости сдвигу. Возрастание сопротивления, оказываемого массивом дияатансии, приводит к увеличению мобилизуемых значений главных нормальных напряжений С^ и с одновременным убыванием в сторону значения угла межгранулярного трения .

Ограничение дилатансия приводит к тому, что возрастание бокового давления на образец одновременно вызывает мобилизацию дополнительного сопротивления его раздавливанию. В результате, прочность грунта при моделировании условий внутреннего шпора оказывается значительно большей, нежели измеряемая в трехосных опытах с постоянным боковым давлением. "Мобилизуемые значения и включают в себя дополнительные напряжения от дилатансии (рис. 5). Фактически, появление всестороннего дилатантного распора на графике //6>* ) соответствует переносу оси влево на величину приращения ©^

Уравнение предельного равновесия при стесненной дилатансии можно записать, как . ,

<6(Л - б'т ъм/ - ^ ¿¡»д'т)

где С^у - начальные (до нагружения) значения наибольшего или наименьшего главных напряжений.

Особенностью испытаний по схеме стеснешюй дилатансии является то, что деформирование образцов происходит всегда в виде их бочкообразного выпучивания. По мере возрастания вертикального давления это выпучивание нарастает вместе с увеличением объема образца, сопровождающимся вытеснением поршня жидкостью из камеры. После достижения предельного вертикального давления (эи боковое (о^ остается постоянным и дальнейшее деформирование образца происходит без увеличения его объема, т.е. только за счет формоизменения. Это свидетельствует о том, что и при внутреннем выпоре предельной прочности соответствует приобретение грунтом области разрушения состояния критической плотности. Значения объемных деформаций образца, равно как и параметров , ^ и яв-

ляются функцией моделируемых значений деформационных характеристик массива ) и геометрических параметров поверхности разрушения (7; & ), объединенных величиной коэффициента упругого отпора

■ ГЛАВА УП. УСЛОВИЯ ПРОЧНОСТИ ДИЛАТИРЯЩЕГО НЕСВЯЗНОГО

■ ГРУНТА

Проведенные исследования позволили предложить поправки в условия прочности при сдвиге и трехосном сжатии. Главный вывод состоит в том, что дилатансия при ее ограничении является фактором напряженного состояния и прочности. Угол внутреннего или контактного трения не является для данного грунта величиной постоянной, е зависит от условий развития дилатансии. Учет этих усл^ий открывает возможности для нахождения' корреляционных зависимостей между прочностными и деформационными параметрами грунтовой среды.

- 23 ~

Условие прочности дилатирующего грунта при сдвиге имеет общий вид (22)

Подставив (15, 16); (18, 19) можно записать эмпирические зависимости соответственно для сдвига цилиндрической и плоской поверхности: ,

Условие прочности при сложном напряженном состоянии имеет общий вид (21). Из него следуют выражения для главных напряжений в максимальном и минимальном предельных состояниях:

Подстановка в (25) и (26) выражений для ^ .и Ср вида (15), (16) и (18), (19) дает эмпирические формулы, открывающие возможности для анализа условий максимального и минимального предельных состояний грунта.

Выражения вида (23)...(26) открывают физический смысл взаимозависимости прочностных и деформационных характеристик грунта. Налицо соединение в одном уравнении параметра прочности •

характеристик начального напряженного состояния ^ о/ де~ формационных характеристик £ , ^ , а также геометрических , , отражающих параметры поверхности сдвига. При этом в значении ' через угол мезгранулярного трения уР косвенно учитывается вид минерала грунта, а через угол зацепления -— - влияние плотности сложения, размера, окатанности я однородности зерен. Исключение стеснения дилвтансии приводит выражения (22)... (25) к обычному виду согласно Кулону-Мору, т.е.

Основной объем главы УП посвящен раздельному анализу влияния

деформационных и геометрических характеристик, включенных в условия прочности, а также потенциальных погрешностей при их определении. Определено, что возможные неточности в измерении модуля упругости, связанные с несовершенством существующих методов, не являются препятствием к использованию этой величины.

Показано уменьшение влияния дилатансии на прочность с увеличением размеров сдвигаемой поверхности или радиуса вдавливаемого в грунт тела. Освещено влияние формы (кривизны и соотношения сторон сдвигаемых поверхностей). С учетом того, что при трехосном сжатия (внутреннем выпоре) в дилатирующем грунте развиваются очень высокие напряжения отдельно рассмотрен фактор прочности зерен.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ УСЛОВИИ ПРОЧНОСТИ ДИЛАТИРУТО- ' ЩЕГО НЕСВЯЗНОГО ГРУНТА

Во второй части диссертации представлены предложения по решению некоторых прикладных задач геотехники на основе уточненных условий прочности дилатирующзго грунта. Особое внимание уделено сравнительному анализу традиционных и новых прогрессивных технологий глубокого фундаментостроения. Технология рассматривается как фактор, определяющий механизм мобилизации прочности грунта. Показано, что игнорирование условий стесненной дилатансии является преградой к созданию обоснованных теоретических методов расчета свай, траншейных фундаментов (баррет) и инъекционных анкеров.

ГЛАВА УШ. СТЕСНЕННАЯ ЩАТАНСИЯ, КАК ФАКТОР НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ФУНДАМЕНТОВ ГЛУБОКОГО ЗАЛ0Ш§И

В главе рассмотрены некоторые особенности технологий в их взаимосвязи с несущей способностью свай, траншейных фундаментов

и инъекционных анкеров. Эти конструкции отличает сходство методов изготовления и подходов к оценке несущей способности.

Изготовление сваи, баррета или анкера сопряжено с устройством в массиве грунта скважины или глубокой выемки. Разработка грунта сопровождается местным'нарушением его начальных физических и механических свойств. Поэтому одной из основных задач при назначении технологии и расчете является правильная оценка действительных параметров основания в контактной области.

Неопределенность изменения свойств грунта в процессе бурения или грейферного черпания, заполнения скважины или выемки в грунте бетоном, ого усадка, а также другие подобные факторы обычно отмечаются как препятствия к разработке универсальных расчетных методов. Вместе с тем накапливаются и противоречия иного рода, свидетельствующие о неприменимости к расчету глубоких фундаментов условий прочности традиционного вида. Например, прп испытании буровых свай с инъецируемым стволом и инъекционных анкеров фиксируются значения контактного трения намного превышающие ожидаемые по Кулону. Нередки величины среднего контактного сопротивления сдвигу К = 250...400 кПа, измеряемые при на порядок меньших значе-£

ниях нормального давления в грунте.

В главе классифицированы технологии свай, баррет и анкеров. Обосновывается необходимость увязки с их особенностями используемых расчетных схем и методов.

В свете выявленной роли дилатансии в прочности несвязного грунта,технология изготовления фундаментов глубокого заложения представляется фактором, определяющим условия разрушения, которые могут отвечать как схеме стесненной, так и свободной дилатансии. Традиционные технологии буровых свай допускают значительные нарушения грунта, которые обусловливают неопределенность условий мобилизации контактного трения и сопротивления внутреннему выпору. .

Упомянутая неопределенность, вкупе с непониманием особенностей свободной и стесненной дилатансии, делает невозможным, либо серьезно затрудняет создание теоретического расчетного метода.

Технологии инъекционной опрессовки обеспечивают уплотнение грунта с компенсацией нарушений от его разработки и мобилизацию сопротивлений контактному сдвигу и внутреннему шпору в условиях стесненной дилатансии при минимальных осадках. Они открывают возможность направленного воздействия на грунт с целью достижения оптимальных условий для реализации его потенциальной прочности.

Технологии 'свай с разработкой грунта методом пустотелого шне-на, под защитой бентонитовой суспензии, а таете способ "стена в грунте" позволяют исключить значительные нарушения грунта и разгрузку действующих в нем напряжений. Имеется возможность обеспечить условия стесненной дилатансии, т.е. оптимальную работу грунта при нагружении фундамента.

Главу венчает вывод о том, что фактор, стесненной дилатансии является основным резервом повышения несущей способности и эффективности фундаментов глубокого заложения. Осознание этого открывает путь к совершенствованию существующих и разработке новых технологий, обеспечивающих активное и целенаправленное воздействие на грунт основания:.

ГЛАВА К. НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОДИНОЧНОЙ СВАИ

На основе положений о прочности дилатирующего грунта выдвинуты предложения к расчету буровой свои, буровой сваи с инъецируемым нижним концом и стволом, инъекционной и забивной сваи, классифицированных по технологиям изготовления в главе УЩ. Раздельно рассматривается несущая способность по боковой поверхности и гй> нижнему концу сваи.

В главе показано, что удельные значения дилатантной составляющей прочности в общей сопротивляемости сдвигу 7"' ДДЯ свай, как правило, превышают величину, обусловленную природным . давлением грунта То (Р/ • Таким образом, неудачи в использова-

нии закона Кулона для расчета контактного трения находят свое объяснение в игнорировании при его трактовке роли дилатансии.

Несущая способность по боковой поверхности определена, как

где (X - средний диаметр сваи:

- среднее контактное сопротивление сдвигу в данном слое

грунта.

Условия реализации ^ для сваи соответствуют в общем случае стесненной дилатансии, при которой разуплотнение при разрушении грунта контактного слоя ограничено окружающим грунтовым . массивом. Таким образом ^¿у определяет выражение (13). В общем виде

ш.а ииуазигл ¿. > . уц^идолаог Еиуал^шт V ¿о,/. и иищел/

где ^ ^ - начальное боковое давление грунта уд. весом

в рассматриваемом слое. Несущая способность сваи по нижнему концу определена из условия предельного равновесия дилатирующего грунта (21). Учтено образование под концом сваи клиновидного тела, раздвигающего массив в стороны при вдавливании'в него тела диаметром С? Таким образом, решение задачи о предельном сопротивлении внутреннему выпору сведена к определению максимального сопротивления мао-. сива <оа расширению цилиндрической скважины. Исходя из (25)

где к - коэффициент, отражающий глубину простирания зоны внутреннего выпора относительно диаметра сваи ОС (обычно

Разделы главы, посвященные определенному типу свай, снабжены

таблицами приложений, позволяющими проанализировать и уточнить приведенные общие выражения несущей способности, исходя из особенностей технологии изготовления свай. Показано, что использование условий прочности дилатирующто грунта приближает теоретически вычисленные и экспериментальные значения несущей способности. '

Выявленная функциональная взаимосвязь прочности и деформа-тивности несвязного грунта позволяет теоретически обосновать зависимость контактной сопротивляемости сдвигу от диаметра сваи.

Расчет сваи может строится на использовании эмпирических выражений вида'(15) и (18) для песка данной крупности и плотности, либо, что предпочтительнее, путем прямого моделирования условий сдвига л шпора в приборах ДПКС и ДТП.

Анализ условий работы грунта в основаниях свай разных видов позволил сформулировать приведенные ниже выводы II...16, а также сделать предложения по коэффициентам надежности и условиям работы по грунту.

ГЛАВА X. РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ТРАЕИШЙНОГО ФУНДАМЕНТА

Несутая способность траншейного фундамента (баррета) складывается из сил сопротивления контактному сдвигу по боковой поверхности ^ и вдавливанию под нижним концом /у. . В основу расчета баррет положены условия прочности дилатирующего грунта при контактном сдвиге и внутреннем шпоре.

Бри стесненной дилатансии ширина поверхности сдвига влияет на мобилизуемую дилатантную составляющую , и угол контакт-

ного трения ^ . У баррета две пары поверхностей трения: боковые, шириной ц и торцовые, шириной ^ . Таим обр!зом, с учетом (22)

£ «•>

где и могут быть рассчитаны согласно (16) и (19) либо

определены прямым испытанием по методике стесненного сдвига в приборе ЩКС^^. - длина баррета. Подход к расчету сопротивления внутреннему выпору под нижним концом аналогичен использованному для свай. Рассмотрено равновесие треугольной клиновидной области, вдавливаемой в грунт и бокового,раздвигаемого массива, оказывающего пассивное сопротивление , соответствующее (25). Определено, что . л 7 ,

(31)

где - коэффициент, отражающий глубину простирания зоны шпора относительно толщины баррета ^(в первом приближений Определение параметров прочности может строится как на прямом моделировании в приборах ДПКС и ДТП, так и использовании эмпирических формул. Показано влияние технологии на мобилизуемые величины контактного трения и сопротивления по нижнему концу.. .

Отдельно освещены подходы по определению коэффициентов условий работы по грунту и надежности. Глава снабжена приложениями, иллюстрирующими возможности теоретического расчета.

ГЛАВА XI. НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ИНЪЕКЦИОННОГО АНКЕРА

Влияние фактора стесненной дилатансии на несущую способность особенно ярко проявляется у инъекционных анкеров и свай, технология которых обеспечивает уплотнение контактной зоны грунта до . • значений, близких и максимально возможным. Небольшой диаметр сдвигаемого в грунте тела (корня') в 120...200 мм обеспечивает высокое значение коэффициента упругого отпора массива К (см. главу П). Благодаря этому развиваются весьма большие величины дала-тантной составляющей в (13), которые в песках средней крупности '

- 30 -

и крупных могут достигать 250...400 кПа и более.

Значительное влияние на мобилизуемые величины контактного трения оказывают собственные деформации корня, определяемые конструкцией анкера. У анкеров с растянутым корнем деформации цементного камня снижают величину дилатантного распора Су за счет : "разводки" зерен контактного слоя. В случае же конструкции сжатого корня поперечные распорные деформации цементного тела накладываются на величину . Поэтому допущение о равномерном распределении сдвигающих напряжений по длине корня обосновано только при учете его собственных деформаций.

В общем виде несущая способность анкера с диаметром корня 4 длиной />. (32)

где ^ - предельное контактное сопротивление грунта сдвигу;

приращение дилатантного напряжения от собственных деформаций корня.

Учет влияния растяжения и сжатия корня решен с помощью, специальных коэффициентов, выведенных из условия его совместного деформирования с грунтом до момента разрушения. Подробно рассматриваются и обосновываются также значения коэффициентов условий работы по грунту и надежности. Предложен подход к оптимизации длины, диаметра, материала корня анкера и его тяги. Предложен метод оценки прочности корня с учетом его всестороннего обжатия ди-латантным распором.

ОБЩИЕ вывода

I. Теория прочности Кулона-Мора в своем традиционном прочтении справедлива только для условий свободной дилатансии и критической начальной плотности сложения зернистой среды. Э?а особенность является основной причиной неудач при ее использовании

- 31 -

для решения ряда задач современной геотехники.

2. Для уточнения условий прочности применительно к состоянию стесненной дилатансии необходимо введение двух главных поправок:

а) нормальные давления в процессе разрушения зернистой среды не постоянны, а зависят от реакции окружающего массива на сопутствующие объемные деформации;

б) угол внутреннего (контактного) трения зависит от степени реализации угла зацепления зерен, определяемой условиями развития дилатансии.

3. Физическим свойством, связывающим прочность и деформируемость зернистой среды является дилатансия.

4. Стеснение дилатансии приводит к изменении действующих в зернистой среде начальных нормальных напряжений вследствие возникновения распора при переупаковке зерен поверхности сдвига или области выпора. Распорные далатантныв напряжения тем выше, чем жеще массив, плотнее грунт, крупнее его зерна и прочнее минерал их образующий.

5. При сдвиге в грунте, тлеющем плотность менее начальной критической зацепление части зерен пропадает, происходит контракция с разгрузкой начальных напряжений, сопротивляемость сдвигу снижается.

6. Ограничение дилатансии изменяет характер зависимости сопротивляемости сдвигу несвязного грунта. Расклинивание зерен поверхности скольжения приводит к возникновению дилатантной составляющей сопротивления сдвигу, величина которой диктуется жестко-оЧ|.. массива. Увеличение последней приближает механизм сдвига к условиям взаимного скольжения сплошных упругих блоков. Угол внутреннего (контактного) трения при свободной дилатансии уменьшается в сторону значения угла межгранулярного трения и принимает некоторое промежуточное значение. Соответственно запись закона Кулона.

принимает вид (22).

7. Стеснение дилатансии является резервом дополнительной прочности грунта при внутреннем выпоре, не учитываемом согласно существующим представлениям. Расклинивание зерен области выпора вызывает приращение нормальных напряжений на величину дилатантных и изменяет их соотношение в предельном состоянии за счет уменьшения угла зацепления зерен в сторону значения угла межгранулярного трения. Условие прочности при трехосном сжатии приобретает вид (21). Максимальное же сопротивление внутреннему выпору может быть представлено в виде (25) через начальное боковое давление в массиве.

8. Исключение ограничения дилатансии возвращает условие прочности при сдвиге (2:2) и трехосном сжатии (21) к своему обычному для несвязных грунтов виду, который, таким образом, является их частным случаем. '

9. Традиционные приборы и методики испытаний не позволяют учитывать влияние дилатансии на прочность при наличии в грунте противодействия объемным деформациям. Поэтому необходим переход к использованию приборов и методик, позволяющих моделировать реальные условия разрушения. В основу их создания должны быть положены упруго-пластические модели, построенные на четком разделении ди-латантных пластических и определяющих их упругих деформаций.

10. При стесненной дилатансии существуют тесные корреляционные зависимости между прочностными и деформированными параметрами зернистой среды. Выявленные функции вида (15), (16) и (18), (19) открывают возможности для математического описания прочности, как величины, определяемой физическими свойствами и механическими характеристиками зернистой среды и геометрическими параметрами области разрушения: плотностью сложения, размером и окатанностью зерен, влажностью, модулем упругости и коэффициентом Пуассона, раз-

- 33 -

мерами и формой поверхности скольжения или области шпора.

11. В свете выявленной роли дилатансии в прочности несвязного грунта, технология изготовления фундаментов глубокого заложения представляется фактором, определяющим условия разрушения, которые могут отвечать как схеме свободной, так и стесненной дилатансии.

12. Традиционные технологии буровых свай допускают значительные нарушения грунта, которые обусловливают неопределенность условий мобилизации контактного трения и сопротивления внутреннему шпору. Упомянутая неопределенность, вкупе о непониманием особенностей свободной л стесненной дилатансии, делает невозможным, либо серьезно затрудняет создание теоретического расчетного метода.

13. Технологии инъекционной опрессовки обеспечивают уплотнение грунта с компенсацией нарушений от его разработки и мобилизацию сопротивлений контактному сдвигу и внутреннему шпору в условиях стесненной дилатансии при минимальных осадках. Они открывают возможность направленного воздействия на грунт с целью достижения оптимальных условий для реализации его потенциальной прочности.

14. Технологии свай с разработкой грунта методом пустотелого шнека, под защитой бентонитовой суспензии, а также способ "стена в грунте" позволяют исключить значительные нарушения грунта и разгрузку действующих в нем напряжений. При полном соблюдении требований этих технологий имеется возможность обеспечить условия стесненной дилатансии, т.е. оптимальную работу грунта при нагружении фундамента.

15. Фактор стесненной дилатансии является главным резервом повышения несущей способности и эффективности фундаментов глубокого заложения.- Осознание этого открывает путь к совершенствованию существующих и разработке новых технологий, обеспечивающих

- 34 -

активное и целенаправленное воздействие на грунт основания.

16. Использование уточненных условий прочности Кулона-Мора приближает теоретически вычисленные и экспериментальные значения несущей способности свай, изготавливаемых по разным технологиям.

Важнейшим преимуществом свай, изготавливаемых при минимальг ном нарушении грунта, либо с компенсацией этих нарушений инъекцией, является подчинение их работы достаточно четкой расчетной схеме. Устранение ослабленного при разработке слоя грунта под нижним концом сваи инъекцией обеспечивает мобилизацию сопротивления внутреннему "выпору при осадках, соизмеримых со сдвиговой.

17. Уточненные для условий стесненной дилатансии условия прочности Кулона-Мора могут служить основой создания расчетного метода для определения несущей способности траншейных фундаментов (баррет), устраиваемых способом "стена в грунте", а также оптимизации. их формы и'размеров.

18. Сопротивление контактному сдвигу, развивающееся в условиях стесненной дилатансии в уплотненном инъекцией несвязном грунте, является главным источником несущей способности инъекционного анкера. Средние значения сопротивления сдвигу зависят от продольных и поперечных деформаций корня анкера при его нагруже-нии вследствие их влияния на дилатансию контактного слоя.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Соболевский Д.Ю., Арван Н.М. и др. Защитное армирование микросваями. — Метрострой, 1983, К 4.

Соболевский Д.Ю. Уширония скважин при устройстве буроинъек-ционных анкеров в песке. - Мзжвуз. темат. ст. трудов "Основания и фундаменты в условиях слабых и пучшистых грунтов", Л: 6ИСИ, 1984.

Соболевский Д.Ю. Несущая способность буроинъекцконных анке-

ров в несвязном грунте. - Диссертация на соиск. уч. ст. к.т.н. Ленинградский инженерно-строительный институт, 1985.

Соболевский д.ю. Гидродинамическое представление формирования корня анкера. - Метрострой, й 3.

Соболевский Д.Ю. Гидродинамическое представление формирования корня анкера. - В сб. докл. XI конф. "Основание сооружений -Брно, IS86" ЧССР.

Соболевский Д.Ю. Гидродинамические явления в технологии инъ-екциошшх анкеров и свай. - в сб. науч. трудов "Проектирование и строительство заглубленных в грунт сооружений и конструкций. -Киев, НШСП Госстроя УССР, 1986.

Соболевский Д.Ю., Попов О.В. Сопротивление сдвигу несвязного грунта по боковой поверхности инъекционных анкеров и свай. "Основания и фундаменты в геологических условиях Упала". Межвуз. сб. науч. трудов. - Пермь, 1987, с. 78-85.

Соболевский Ю.А., Соболевский Д.Ю. О дилатантной природе контактной фильтрации и отрицательного трения по стволам свай. - В сб. докладов П Балтийской конф. по механике грунтов и фундаменто-строению. T. I. - Таллин, 1988, с. 143-149.

Соболевский Д.Ю., Попов О.В. О сдвиговой осадке и боковом трении по стволам свай в песках. - В сб. тезисов ко П Всесоюз. совещ. "Механизированная безотходная технология возведения свайных фундаментов..." - Владивосток, 1988, с. 97-99.

Соболевский Д.Ю., Попов О.В. Расчет несущей способности пред-напряжешшх инъекционных анкеров в фрикционных грунтах. - В сб. . тезисов докл. 2-й конф. "Прогрессивные конструкции и технологии возведения фундаментов в сложных геологических условиях". - Ровно, 1988.

Соболевский Ю.А., Соболевский Д.Ю. Дисторсия и разжижение песков. - В сб. Водное хозяйство и гидротехническое строительство, .

- Минск, 1989, № 18.

Соболевский Д.Ю. Дилатвнтная поправка в условия прочности несвязного грунта. - В сб. Надежность и эффективность эксплуатации трубопроводных систем. № 215. - М., ШНГ, 1988, с. 46-59.

Соболевский Д.Ю. Дилатансия, как проявление упругих свойств грунтов. - В сб. докл. конф. "Геотехника Поволжья-ГУ". - Саратов, 1969, с. 69-73.

. . Соболевский Д.Ю., Попов О.В. а.с. К 1491143. Устройство для определения контактного сопротивления сдвигу сыпучих материалов.

- М., Госкомиаобретений СССР, 1989.

Соболевский Д.Ю., Попов О.В. а.с. К 1658038 Устройство для определения триботехнических параметров при трении образца грунта по армирующему его элементу. - М., Госкомизобретений СССР, 1989.

Соболевский Д.Ю. Пути повышения несущей способности набивных фундаментов. - В межвуз. темат. сб. трудов "Основания и фундаменты граждан, и пром. зданий". - Л: ЛИСИ 1990, с. 18-25.

Соболевский Д.Ю. Сопротивляемость дилатиругощего несвязного грунта контактному сдвигу и внутреннему' выпору. - В сб. тезисов ко П Всесоюзному совет. "Механизированная безотходная технология свайннх фундаментов" -Владивосток, 1991, с. 7-10.

Соболевский Д.Ю., Попов О.В. Определение параметров прочности грунтов в дилатометрических приборах. - В сб. тезисов докл. Межресп. конф. "Геотехника-УП" - Рига, 1991. с. 71-72.

Соболевский Д.Ю. Стесненная дилатансия как фактор несущей способности фундаментов глубокого заложения. - Труды Ш межд. конф. "Проблемы свайного фундаментостроения", ч. I. - Пермь, 1992, с. 176-179.

Рис. Т. Модель ноптаютого сдвига тти стеснештой дилагансии: а; нач. напр. состояние - 1107т. тазлтпте бИо , бУ сост.пред. -пвнпгеспя - до-?-, -пгленпе I - контактная повета.,

; - сдв!ггае'т1т.1 ¡туттатплуотп'О слои зелен, 3 - ппузгашы, моде-лилттртде упрут отпор дплата::спи со столоны массива, 4 - Гранина змш определения доп. натго. от дилатансия

Рис. 2. Модель шу^еикего выпота: а) нач., папл. сост. - действуют начальные велт. «5у„ и гот. давление б>0 б) макс. пред. состояние - мобилизованные верт. и гор. давления получили цри-ращение на дилатантное <5<( . I - область внутр. выпора, 2 -жидкость, заключенная в камеру, 3, 4 поршни верт. и бок. давления, 5 - пружина, мод. упургую реакцию массива на дялатансию

Рис. 3. Схема дилатометрического прибора контактного сдвига (ДПКС): I - образец грунта,2 - гчпапопотл тзегулллуо.чпй .честности, 3 - порт-пень пота, дяллеппя, \ - г.?"-еткп, 5 - пластина с паклеент-щми зелпа'и" г"пуп':'Г' др. :тте_'пала

too гоо joo too soo ш 0

torn гаю j&v

Рис. 4. Грайпки: латансия - K=0, I - I '.-"A, " "

О - свободная ,ди-I2C0, 3 - !Щ/„э

Рис. 5. Itacate дып:о ;; "lo a я сл£'"сез:

I - сеойогдю'1 :f :: - c"..ö"'"n-n:o". дплстлслп О