автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Оценка надежности оснований, сложенных вечномерзлыми грунтами, с учетом их реологических свойств

П- Г Р< 1

I ! и

московский государственный строительный

университет

На правах рукописи

ГЕРАСИМОВ Аркадий Семенович

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ОСНОВАНИЙ, СЛОЖЕННЫХ ВЕЧНОМЕРЗЛЫМИ ГРУНТАМИ, С УЧЕТОМ ИХ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

(05.23.02 — Основания и фундаменты)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском зональном научно-исследовательском и проектном институте жилищно-гражданских зданий (СПбЗНИПИ).

Научный консультант — доктор технических наук, профессор ВЯЛОВ Сергей Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ЗАРЕЦКИЙ Юрий Константинович,

доктор технических наук, профессор ДАЛМАТОВ Борис Иванович,

доктор технических наук, профессор ПШЕНИЧКИ Н Александр Петрович

Ведущая организация — ВНИИ Г им. Б. Е. Веденеева.

Защита диссертации состоится « . /. . » 1992^г.

в . ./О час.^на заседании специализированного совета Д-053.11.05 при МГСУ по адресу: Москва, Спартаковская ул., д. 2 в аудитории ¿с /Л, • С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв в 2-х экземплярах по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26, МГСУ, Ученый Совет.

Автореферат разослан « » . . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат технических наук, Крыжановский

профессор Александр Леопольдович

- 2 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Необходиыость обеспечения надежности сооруяений является одной па основных задач строительства в районах распространения пачноиорзлшс грунтов. ЕЗ актуальность особенно проявилась в последние десятилетия в связи с массовыми деформациями сооружений на Севера. Анализ причин разрушения показывает, что их долговечность определяется в значительной степени надеяностьп оснований. Проектные решения оснований а фундаментов долгий быть выбраны такш образен, чтобы обеспечивалась требуемая вероятность их безопасной работы за расчетный срок эксплуатации.

Теория надехностп оснований, получпвиая развитие в последила два десятилетия, охватывает множество проблей,,среди которых ввдолявтея вероятностные расчеты иэсуцеЯ способности и осадки основания с учзтон изиекчивости внегягах воздействий и механических свойств грунтов. Работа оснований, елонегашх вечноиерэлшя грунтами, с вероятностных позиций всесторонне псслодовалась Л.Н.Хрусталавш и Г.П.ЦустовоЯтом, при этой во вшшанвэ npmnrua-лась статистическая изменчивость на только нагрузки и характеристик грунтов, но а их температуры, от которой в большой степени зависят несущая способность я осадка основания. Однако, при оценке несущей способности реологические свойства грунтов но учитывались, а осадки основания га рассматривались совсем.

Деформация и прочность мерзлого грунта, пап извэстно, зависят от вреиаии. Из-за наличия з ней льда п нгземерзпаЛ поды, обладают,их- своПстзшги твкучзети дата при «алия налрятгэ-Ш1 ях, они иеняотея во времени и зависят в больпой степени по только от физических характеристик грунта, но и от изменения во времени внесших воздействий . Их длительные значения к концу расчетного срока эксплуатации сооружений могут существенно отличаться от услоЕНа-игнованнкх: длительнс2прочностз - в несколько,

а иногда даие, десятки pas, деформаций - в десятки, сотни и боле® pas.

Исследования Н.А.Цытовнча, В.Г.Вервэшщева, М.И.ГольдотзПна, С.С.Вялова, Ю.К.Зарсцкого, С.Е.Грочгазев&, В.1!.Иванова, А.А.Коновалова, Л.Т.Роиан, С.Э.Городецкого, Н.К.Пакарской, А.В.Садовского, С.М.Тихомирова, и.А.Мишсина, Ю.С.Ынренбурга, К.®.Маркина, Д.Р.Шеинк-ыана, В.И.Аксенова, А.В.Бруахова, О.Авдерслввда, В.Ледания, S.Cefts-са и других ученых показали, что учат фактора вроцени при оценка поведения мерзлых грунтов является одним из зелиейаих условий обзс-пйчения долговечности сооруаоний. В последние) десятилетня, в значительной иора благодаря исследованиям С.С.Вллоса ii ого учашпеоа, сформировалась самостоятельная ветвь мзхышки грунтов - рэояогйя мер йшс грунтов. По пера того, sus развивалась ета область ананий, ео-вераенствовалнеь методы расчета оснований я фундаментов на езчйо-ыерзлкх грунтах по предельным состо/пшяа. Теория тзжях расчетов получила существенное развитие благодаря трудам С.С.Вяяова, В.В.До-куч&ава, Ю.К.Зарэцкого, В.Дадышп, Г.В.Порхезва, Л.Н.Хрусталева • я их коллег. . '

Однако, несмотря на наличие в целой достаточно с тройной теории, значения деформаций ползучести л длительной прочности, рассчитанные различим»!! способами, часто существенно отличаются друг от друга, особенно в области ыадых напряжений и а условиях шляв-щкхсл во времени нагрузок в тенпературы. Это вызвано, с одной стороин, экстраполяцией результатов, полученных в експериыэктах малой длительности, па сроя сксплуатации сооружений и их непосредственный* нспользованиеи в усетиях, отличакцихея от опытных, без учета изменения иапряяекно-дефориациоиного состояния грунтов, а с другой стороны, прииененяеи методов оценки влияния изменчивости внешних•воздействий и свойств иерзлых грунтов на несущую способное и деформации основания часто беа надлежачего теоретического и экспериментального обоснования.

В связи в явно выраженной зависимость» деформаций и прочности от истории иагруяеияя приобретал? практическое значение уточнение иетодики расчета оснований 0 учетом перешитого напряженного состояния, обусловленного изменчивость» внешних воздействия. Это оообенио ваяно для интерпретации результатов испиталий ыерзлшс грунтов и оснований а проектирования легких соорувениП, характеризующихся позьиениоЯ доле(5 временных пагруэок в составе полных, действующих на фундамент« (здания о пркиенеииек эффективных материалов проыышлвгоше я сельсяохозяПетвеюте здания с крановш хозяйством, трамспортмнэ сооружения, яктш электропередачи ц связи« инженерные сети различного назначения, в честности, и&-тотральныэ трубопроводы). .

Совргкекшга нэтоди проектирования осковшшП (приведенти в (31 а П 2.02.04-86) базируется на полуЕороятностноы методе пределмялс состояний, в которой используются чпотннэ коэффициенты надекностл, удобига для расчетов п шащие сполна спрвделенпкП суусд.■ Раздельное определение зтнх козффщкентов покыааэт наглядность оценки работы основания и позволяет пселодовать влияние но всех факторов одновременно, а одного или нескольких, рассматривал та как стохастические и принимал другпо детершпшровыпоаш, Однако, оценка чао?!шх коэффициентов чащз всего производится о применением традиционных подходов без учета особенностей ггркиеняешйг методов експерямйнтаяъта асолодовгашП, действительной работы грунтов в основания п изизнения во препон;! пнеиних коадоПствий. Крона того, при такой нотодо сохраняется еопрос о количественной оценке вероятности безопасной работы основания с учетом реологических свойств грунтоз.

Это определило ЦЕЛЬ ИССЯВДОВАНИй автора, ааклсчасщупея п тоы, чтобы разработать реологические оеиоеы вероятиостно-статастичаских методов расчета оснований, елоЕвмшх вачиоыерзлими грунтами,

фежде псего подо било сформулировать основные реологические закономерности поведения иерзлых грунтов. Решение данноП задачи пот-

ребовало ив только обобщения известных работ в области реологии, но и теоретических и экспериментальных исследований, направленных, прежде всего, на изучение деформирования в разрушения грунтов во времени при различных воздействиях и на повышение достоверности определения рвологтескях параметров, от которых в боль-, шой степени зависит рассчитываемая вероятность безопасной работы основания. После этого появилась возможность сформулировать расчетный способ оценки этойверояти ос ти. Для того, чтобы использовать предложенный способ при практических расчетах, необходимо было выявить статистические оценки механических характеристик грунтов и внешних воздействий, сопоставить его с полу-вероятностньш иетодом предельных состояний и разработать упрощенные приемы учета влияния изменчивости внешних воздействий в свойств грунтов на несущую способность и осадку основания фундамента.

НАУЧЙОЕ ЗНАЧЕНИЕ диссертации заключается в применении вероятностно-статистических методов к расчету основания, сложенного вечном ерзлыад грунтами, и в разработке способов обеспечения его надежности о учетом изменения в течение срока эксплуатации сооружения внешних воздействий я механических свойств грунтов. Новизна научных результатов характеризуется следующим образом: ,

для оценки вероятное^ безопасной работы основания фундамента предложено кумулятивная вероятностная модель, единая для обей? групп предельных состояний; .

разработаны методы определения частных коэффициентов предел] них состояний и расчетных параметров, основанные на этой модели;

разработанные практические способы расчетв несущей способ- ' ности и осадки основания учитывают изменчивость как нагрузок, та

п температуры мерзлых грунтов; ,.

предложенные методы обработки результатов испытаний мерзлых

грунтов и оснований позволяют существенно уточнить расчетные зшз ч ешш их реологических характеристик и, теы; саглим,; повысить дос-

товарность вычисления несущей способности и деформаций основания н вероятности ненаступлення предельных состояний.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ выполненных исследований заключается, танин образом, в повьгавмш'достоверности экспериментов л расчетов оснований, а также экономичности фундаментов путё'л более строгого, яо сравнения в традиционно!, учета изменчивости внешнее воздействий в свойств иарзлых грунтов. Воаиокность использования полученных результатов в практике обеспечена той, что многие решения представлены в приемлемой для прооктировамия форма, сопровоядаят-ея чяеяеииыаа значениями используемых коэффициентов н примерами расчетов. Прикладное знача»на исследований падтверадаатся тем, что нзвоторыэ, установленные автором закономерности, кашли отрагегае в нормативных документах п справочных пособиях.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ: методы расчета•вероятности безопасной работы основания фундамента пра расчет« по I и II грушам продельных состояний; 1

- методы расчета частных коэффициентов пределы»« состояний

и расчетных параметров, учитывавшие изменчивость иэханичесшсс свойстз грунтов Й ВКвСП!их воздействий;

- практические методы расчета несущей способности а осадки основания фундамента, учатызскщпо нзнв1пявооть нагрузок и температуры мерзлых грунтов;

- результаты експвриментадьнгое исследований нерзлнх грунтов при постоянных а переданных нагрузках;

- усовершенствованный способы обработай результатов испытаний изрзлых грунтов и оснований, позволяйте уточнить раочетиыо значения ггх реологических характеристик.

ОСНОВНОЕ ЗАИ[ЩАШ0Е АВТОРОМ ПОШОН0МЕ СВОДИТСЯ К СЛВДУЩЕМУ: вероятностно-статистические расчеты основания фундамента следует выполнять с учетом реологических свойств мерзлых грунтов и случайного характера ипмен«ния ?о времена нагрузок и температур по пред-

лоненному методу, основанному на кумулятивной вероятностной модели, единой дня обете групп предельных состояний; рассматривал внеаике воздействия как случайные процессы и учитывая зависимость деформаций « прочности мерзлых грунтов от времени, ыояио существенно повысить корректность оценки расчетных: вмаченяй несуще Я способности и осадки основания фундамента.

Диссертация состоит вя введения, девяти глав, в&кяюиеикл, приложения я содержит 223 стр..текста, 13 стр.таблиц, 48 рисунков и список литературы мэ 209 наименований.

ДЕЙ0Ш1Щ И ПРОЧНОСТЬ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ И Л ВДОВ

при постошшх воздействиях

В дасс«р?«цам саскматиаируатсп «ссдедоваяия ползучести и ироздзоста «аврзках грунтов я яьдоя, имеющие теоретическое и прахкг-гзекоа тачвюю для расчета оснований фундаментов. Основное тшъхжз уд«я«ат«й иовигеигш достоверности определения механических к«р«ж»рдастазг груятов оснований (учет масштабного фактора, ®ыб&р-дамта»оюа ««пряжений, в котором аппроксимируются результаты «спытаийй т т.п.)

Подробно анализируется на основ® результатов экспериментальных -исследований льдов и вяагонасьщенных глинистых грунтов взаимосвязь их длительной прочности и установившейся ползучести. Графики длительной прочности и скорости установившейся ползучести ври одноосном сжатии и смерзании с металлом ддя различинх параметрических зависимостей, построенные в спрямляющих ях коордк

т&х, состоят часто не из одного, а не нескольких линейных участков, что свидетельствует о невозмонностн в рассмотренных случаях достоверно прогнозировать прочность и ползучесть в различных диапазонах напряжений, используя постоянные значения параметров. Эти графики, построенгаэ по сопряженным зависимостям (например,

где t% - время до разрушения, - скорость установившейся ползучести, 'Г - напряяо-

взркальтат (или совпадающими) с точность» до постоянных параметров при шражонияя, содарзсдих Т (в рассматриваемом случав В и Вг ), что свидетольстпует о примерная постоянство деформаций до разрушения. В «скитаниях на одноосное саатиа льда о области ымых налряониО и на сдоиг по металлу суглинка зафиксированы избольаио отклонения от зеркальности > ^¡К

Лри напряжениях, близких к прздольно-длительноП прочности , Т > для льдов И глинистых грунтов обнаружены с1пп50-

|пю интенсппностн падения Прочности с ростом ^ по сравнению а принимаемой феноменологической зависимэстъо (например, ^ в а Ввхр(^/^) ) и соответстпугщеэ возрастание пйр»отра б и

деформации до разрушения с умоньвомиси 1С • В отлична от параметра р параметр ^ ¡з о той диапазоне напряжений с умзиьаенлан уионьиается, то есть долговечность растет бы-

строе, чем уменьшается скорость установнсиэйся ползучести.

Выполненные экспариментальниэ исследования показали, что экстраполяция значений длительной прочности п скоростоП устлно-випявПся ползучести часто оказывается правомочной лкэь о продолах ограниченного интервала напряжений. Наидучяио для практики оценки о у дут иметь ыэсто при использовании огнггнмх данных, отве-Ч№Д1!Х малым напряжениям, близким к ожидаемому значению _ .

Выявленные особенности разрушения и деформирования льдов н мерзлых грунтов открывают новые возможности уточнения допускаемых на основания нагрузок, прежде всего аа счет установленного факта искривления соответствующих графиков прочности и ползучести. В работе предлагаются практические приемы по сокращению длительности таких испытаний и уточнению расчетных акачений длитвль ной прочности и скорости ползучести, а также рекомендуются норма тивныа и расчетные значения длительной прочности льда различных видов, вычислению с учетом отмеченных особенностей. !

На основании анализа длительной прочности и установившейся' ползучести льда и мерзлого грунта предлагается композитный подход для оценки механических характеристик сильнольдистого грунт« по характеристикам ©го компонентов. Приводятся формула для вычж ления предала затухающей полвучвети, скорости установившейся ползучести и длительной прочности снльнольдистого грунта по ан& логичным задичииам, найденным для льда и несильнольдистого грун та, и льдистости аа счат ледяных включений. Результата вычислений по формулам сравниваются с експериментальндаи данными, полу ценными при испытаниях льда, несильнольдистого и сильнольднстог суглинков на одноосное сжатие. Наилучшее совпадение теоретических и опытных данных имеет место для пределов аатухагацеЛ и лине ной ползучести, а также длительной прочности сильнольдистого грунта. Дяя коэффициента вяакости обнаружены небольшие отличия между теоретическими и опытными значэниями, поэтому предложен^ методику йрогнозирования механических характеристик сильнольдис того грунта по характеристикам его компонентов можно рассматривать как приближенную, которую целесообразно применять при отсутствии данных инженерных изысканий,

-10 ~

!Щ)ВЩМ 11 ПРОЧНОСТЬ ЦЕРЕШНХ ГРУНТОВ И ВДВ ПШ.1ШРШШ1Ш воздашшшк.

Россиатряссйтся дсфоруедяя иеустановйЕагйоя я уотвковиапай-ся ползучести. Резс:т:з деформаций иеустгловиггеПся ползучести (51 ошгснягэтся теорией упрочнгння, получигаеП развитие а трудах В.Н.Рейотнова, С.С.В.гмва, М.З.Слапааа, автора я другие исследователей: ■

^•¡ЦШ** V;

гда 4 - длительность нагрупвнил;

I - время; /«/, ?), | - параыхчтри;

Т - тампзратура.

Анализируются различно приему обработми эиспзримзнталыах данных при ступенчатой загрузили по атой.теории о цэлья определения численных значений паракзтроз Ш , г?, степенной аав'л-скиоста ¿1 «£^"^^/М ; построонно графивоэ п координатах ; ^ ; СхГ-Щ

при постоят,ж значениях скорости ползучести ; иноаосион« кый рогр'зссиошлП анализ. Исходи из- анализа указанной ааЕшаюсти в различна* - диапазонах дойстаущих малдохопий предлагается ярда-тичос.киП' способ-'оорлботии-огстга дашкх при с?упзнчо*оя нйгргро-::п;| ддн .оцчнки прэдсльно-длг.^яыюп прочности «гзрзлого грунта по иэрояоыу графиков а координатах. ^\-Bif и (к?-

{ На ос но сайт! экслвртшталыт гсследовмтй с оилышьдисти-

¿¿а грунтами, показавшие»: что при иалртазкппх тнэо продела лгагаП-

. ■ А

ной ползучести скорость уеталовпЕзаПся пояэучости с % П5 зависит от порядка аагрузенпя,< формулируйте/! принцип линейного суммирования •сочтрететрупцих".деформаций:

{'€<.t).%mt)) при -tit) > r^mt)) ,

t^tl(i)) - коеффициент пластической вязкости, зависящий от пара-меиной во времени t температуры Т ; f^lltt)) - предел sa?y-кшцвй полаучести - фунхция T(i).

Длительная прочность мерзлого грунте при переменных нагруоав и температура опрвдаляется исходя из принципа линейного сушкро-сш1ял поБр®ЕД0Ш>0с?н, применимость которого обосиовшзаатся окспэ-ряшят&шаш вссяедованйшя С.С.Вялоса, А.В.Надездша, В.А.Сороки»®, С.М.Тихошфова, Д.Р.Шэйнкыана, З.П.Артемова и автора:

'Л Л 13 ' ;

Аиздйэируйтся пределы кршаншости вавискмости (3) для марайте грунтов я гозмозносгь ops яспольаования в практических расча-тал при н&груэиз, яаяящойся случайной функцией времени.

прочность и дйювщйй шрашмх лдагов при сдвиге

1Ю ГОВЕРХЯОСШ

11абл»д?щееся разящие в полученных разьаши исследователями ¡значениях fieeysieii способности вмороаенных свай, находящихся в одинокою«: условиях, объясняется рядом причин, среди которых осо> бое окачение имеет состояние их поверхности. Влияние материала и кзроховатости поверхности сваи на сопротивление сдвигу по ней мерзлого грунта отмечалось Н.А.Цытовичем и И.С.Вологдиной, М.Н.Гольдвтсйном, С.С.Вяловым, Ю.я.Велли, В.м.Карповым и В.Н.Ива-

новым, А.А.Жигульскиы, Н,С.Воробьевым, Г.Н.Вондарзнцо и А.В.Садоа-cittiii, В.М.Соколовым, В.И.Аксеновым, Е.П.Щуверкной, В.Р.Параыесва-ранон и другими исследователями. Однако шероховатость поверхности до последнего вреыени на учитавалмь при проектировании свай из-за того, что не представлялось воаиаанш оценить количественное ее влияние на это сопротивление. В диссертации приводятся классы т-роховатости поверхностей свай раяличкшс типов, оцененные автором на основании специальных экспериментальных исследований.

Влияние шероховатости поверхности на предельно-длительное сопротивление сдвигу смерзшегося с ней грунта В^ исследовалось на прибора Н.А.Цытовича при температурах -2,2 и -4,2°С. Испатывались 20 бетонга;« и нэтаялотеск« иоделэй, отличащихся вероховатостьо, которые ЕУоренивались о грунт, бакзккй по составу и песчано-глинистому растаору, приыеняхя'оцуся для жумдиения скважин,' в которые погружаются сваи. Исследования показали, что увеличение параметра иероховатости Щ, (óyrcíu средних арифметических абсолютных отклонения точек пяти наибольших максимумов и пяти наибольвкх киниыуиов профиля) до некоторой вполне определенной величины сопровождается уваличениен ñ , которое стропится к пределу, одинаковому для бетонных и металличоскнх поверхностей. У бетонных поверхностей этот прадед достигается при 1-й классе í^g в 33) ыкм), а у мэташшосккх - при болсо грубой шероховатости I0C0 мхы).

Прочность сыарзания грунта о горячодефорипровйнгагыи стальными конструкциями ысает бить иа fiS¡% больпэ, чем с холоднодсфор-нированными и достигать 70-9ij$ от вэличшсм прочности сиэрэанил о бетонными поверхностями б класса сорозсоватести. Наличие окалины и ряавчины сопровождается значительным увеличением Д»/ , которое может не только приближаться к сопротивлении сдвигу по бетонным поверхностям, но и превигать его.

Увахичаихо сопротивлешу! сдвигу достигает для бетонных по-

гзретоетеГ« 15-35$. Последнее блиако к результатам полешх гепы-таиий вюроЕс-ших жолозобетоншх ссаП с обичной и гс^рирошиюй • бокосой посорхностыо, получением А.А.Жигулъскиа бев шдолшиш драй торца с полной несущей способности сеои. План нешшшя о ' Ягутско аиалопт-пах сеай, оенг^отш тензоыотричоехкан дйнзмоуот-радк, позевали посыаешю сопротивления сдвигу гофрировешпле OBcii ia 4,0% по сравизинв с сопротивлением гладких. .

Рвзул&тсга опугос автора сравниваются с дагасшн других гс-слодоа&гс^зи, пеяучонк&и го пояеахя испытаний craii я лаборатор-' sax orcjsac ica сд^йг-осих пр-.йерах ра&личкгсс ti.tjdd при pcoim сио-cctfejc аамзраглги^ка грунта и рзащах оагвужзния. Из сраашаш tn-sfiatftT ctc.'jvKiiUCCftJ сапчии стаовоипП сопрзглЕяенкй сдвигу по по-8»gj6SBc*iSK о рагмакяай-саретювамс^м» •

Шлу.сагаьг5 #агаа» тйцьяхэя cezpo-nxxaza cgzzr/ щ^гяя яря с ¿»а <«epaszfifii с разжжйш Ейэдстасжкка в

Kf -fat* * ~

жеайэ едгшу грултв, сэ йегсжоЗ кощаисск:, кагогомкяййЯ s ' кор^гддаеаизей «ажыаЗ «эдубго, a " &55i'S;iSSiSa;;y усго-

работа, jmeems^! сесгошшэ вовзрхностя свая, ■ онзяеияя которого для г.так;:сг.п rp/.irou и рйочзоров сост&злязт:

- дяя сталмайс халодкодо^о'ржропанззз: cnaii - 0,55 - 0,7;

- to же, горяч од арорл.'рй сш e-orx - 0,7 - 0,95;

- то же, корродафовииагх a noxpuWx окалиной - 0,85 - 1,2 ;

- для всех типов свай, ¡когда Па/ становится равным сопротизлек;® сдаягу rpyrffa, - 1,3 - 1,4 .

Результат о?их экспериментов используются доя теоретячаско

го анализа влияния диаметра моделей сваЛ, погруженных р глиниста

грунта, на величину Дур • Выявляются еависимостн, позволяющие -

t

сцепить ото влияние при условии ^»Wvtf' , что приблизительно соответствует постоянству принимаемого d опытах критерия стабияг

..-14 -

задай дефорыаций. ГЬкагив&отся, что, если принять а 0 , то мишка дияазтра моделей на аояичшу исключается к .

Дгя разаккя еадач, солзаншлс в изменчивость» внешних воздействий, исследуется влияние состояния повгфхяости на параметр!

Р и В уравнения длительной прочности Т« JHT)/&(4/B). Из ксслвдозанйЗ штэхаот, что характер енгтния прочности вмарэажш с увеличением орзызни действия нагрузки, как правило» практически ко савнсит от материала и аэрохотатости поверхности, в частности, отклонения от среднего значения величина отношения пятидесятилетней прочности в двадцзтичотирзхчгаойоа обачко но прэсетает 103». . Дяя одкнааошх моы&нтов врзизки ясбыэ два крнЕЛЗ длительное прочности ( ) независимо от состояния позерхностр окваыввютсл ■смечвтйми на'величину (J^f (¿*<г /В), Состояние пооархноотя

влияет практически л иль на величину параметров JV a соотношение) между ttoTopsin оказывается примерно тешим so, пак и для ооотазтетвущня значения предельно-длительного сопротивления едзп-гу (flt 0 'подобием КрИШХ длительной прочно-

сти наьлидазтея параивяьнооть реологических «ригах аааивпмоота установившейся скорости угла с/рига е- крипоитштюй слое от пап» 'рхзеннл. ' •

Подробно анализируатсп разя15Ч!во способы и погрггноети опрв» деления предольно-ддитэльного сопратлзления сдвигу мерзлого груи-та по иатериаду Я?/(по реологической кривой 'Г- ; димаиоаот-рпчестм способов; tío 'графику SiT j о использованием

прочноспих и дефораациокнах еао*|яшояяцяон№а формул). Предлагается пути уионьпекяя етпх погрезиоотаП н поаагувавтея, что для определения Д*/ с теа' lita м прибякзением иозио применять больаинстоо рассиотренках способов, оддояо ианлучанэ оценки, как .¡«'вообще, при испытаниях нерзкнх грунтов, каеат место при использовании экспериментальных дал них, отэечапчих малш« напряжениям, близким к ожидаемому значению .

- 16 -

Наряду о шшливоы саличикы Я^ , опнсыеаатся аиспврхаан-«иьныв исследования остаточного (устойчивого) сопротивления сдвигу мвралого грунта по и&тарислу , поввэькамв, что %и , Вольске еначекия нормального давления в Соковой .

поверхности ыодалой и остаточного сопротивления сдвигу после их предварительного ерша % заыврэншэ в опытах» свидетольсгву ют о той, что последнее опроделяэтея преимущественно трэияеы коре яого грунта по материалу после разрушения конт&лтшх свясей, об-равоваваихся при их смерзании. Величины и , как прази-по, близки, что обусловливает определявшую роль сил трания и в форшфовгишя касательных сня морозного «чтения.

Подробно рассматривается задача об шшерущой способности столбчатых фундаментов при дойствии к&сатадьнах сил моренного чэиия, с качества которых испольвуются величина остаточного сопротивления сдвигу мерзлого грунта по материалу . В отлична' от иавостных решений Б.Й.Далматова, В.И.Улицкого я В.В.фиучааш при оценке анхерукцей способности учитывается еэсткость анкерной пляти. При расчета устойчивости фулдалзнта в известном уравнения предельного состояния расчетную пзпучиваащую сляу рекомендуема умиожать на понигащий когффицнент. На основании теоретического анализа я чисяонних расчетов на 8ВМ для евзоинопротаивададх я се ооинопроыорзащих грунтов'предлагается чиелвшшо значения этого ко&ффвдиэнта в вависккости от рааыеров фундамента н ого яагяуб-леияя в грунт. Результаты »оорётических исслодОБаний сравнивсят-ся с вясларииснтаяьньаю дотаял, которое подтвэрвдшт справедливость предлагаемого метода оценки устойчивости фундаментов при действии касательных сил морозного цучения грунтов.

НЕСУЩАЯ сдасошоаь И ОСАДКИ ОСНОВАНИЙ.

В работе рассматриваются методы расчета оснований по предельней состояниям и предлагаются способы уточнения известных спо-

-16 «...

собов расчета их несущей способности, осадок м расчетных температур, Исходя на установленного подобна вригая длительно3 прочноога при сдвиге грунта по грунту и по поверхностям св&О о различно!! оэрохопатостьо предлагается формула для оценки длительной носущвЗ способности основания сваи.

Реаультати исследований нэуотановиеаойся ползучести я длительной прочнооти мерзлых грунтов используются для определения деформаций й несущей способности основания по датам подевих ко-гатйниП свай. Анадиэирувтся преимущества в недостатки сур,пстйу?> ыэтодов нспытаниЗ сморозешы)« свай.

Аналогично описаннш кпзе иссладованияй деформаций и прочности ыервлкх грунтов рассматриваются различие прискы обработки эдспэркиенталышх данных испатский свай и ид моделей по теория упрочнения. Продяагазуыэ способа иллюстрируются приаорзш и орагу» кивеатся с извоспайга ыегодайи, проавдзети кногократиуэ апробацию, что позволяет рекомендован» кспольаосаниэ персах для практического применения как с цельз сокргдшщя продолжительности погасаний свай, таз и при обработав аа результата». Наиболее коррвкт1» иуц методом оценки парааатров ивустанойиегейса ползучести Ш , I а ^ н длительного сопротивления оснос&иия, по мненка автора, в настоящее в раня пплязтся нназествзннуВ рзгрзеоиомтгй аналкз степенной зависимости скорости нэуст|^оййрзг^|.1 пзрэмс^енкя от перемещения : о ) //7 .

оцаш йш^гаюш вкзоиедюй рдно-ш основания,

Рлссиотрзнжэ реологачаскЕЗ «аяонс^рноати поведения кэрэлнк грунтов и оснований явились основой разработанного в диссертация йэтода оценки еоролтмоста безопасной р*ботц основания. Иооледоса-кии надежноет» производятся с позиций тзоряи случайких процчссоэ, примомивмий в последнее десятилетие советскими и зарубежными учеными А.Р.Г1аш(ици1Ш!'| В.Д.ГаЯзвр'Ш, С.А.Тиигдесим,

Г.Аугусти, А.Еаратта и др.). Вероятное«, безопаскойргу5ош оснований оценивается расчетом до двум группа прздэяьшх состояний, екллчшцоу ноебяодншэ ооотноаония мааду вножат воедейстмшш й механическими свойствами грунтов и оснований. Учяшваэтся, каханическио свойства Бочномерашх грунтов с аиачительной-степе* т оадисят о? бслкчшш отих воедзПстаий, в частности, нагрузои ; // , температуря Т « характера -пэданенил их во времена £ Бааопасность работа осносания обеспечивается якэь с случае, ©зли его поврсвдонкость к дефоразхцш и концу срока ©ггсллуатацяи воор?-канш, вичисяэшшо с учзтоу ук&ошааа ссяоэй, на првшея? вреде* яыш. внач©!ша доя данного ссоруиенйя. С учетом отого обстокталъ-стаа соотвогсгЕугдиЯ рэгэра безопасности М опрвд&яяэтед евсп» скыостьв: йо ГУ] - У(¿'и) , где - ирздзяьная бзличзк&

параметра сстовг^шя (позрсздсиности кяи дгфоркацян); -

» величина е?ого караиетра, апредтентя 8 вонцз? срока ексвйзг&те-цщ соокреияй & с уодтш до<£ормировйнля н разрузошгя грунте; во времени.

Взродтаоста сбоепач£.ш;й его беоапдсглста оугнив^тся вей йэройтнос%'!> санэлнокия гизрааонстаа 0. При дзтсрУкшфОЕа«-

ной крадзльной поличино пара.ч*<?г,ра основами Г*/3 вероятность шиастушгэция продольного состояния (по прочности или деформациям) „ ^ ' ' ■ '

ГДЭ - плотность распределения иароптностей величину

У(4) .

Ревеиио вадачи сводится к определен]® по иавесткыы харздте-рмстякам случайных процессов N и Т(^) характеристик случайного процесса У (П с учетом статистической неопределенности механических свойств грунтов и к вычислению по этим ха рактеристикам величин /ЧУ (¿к)) и Н . Рассматривается два

-твида случаЯшх процессов - непрерывна» я дискрзтиио. При дискрэт-ксм процоссэ порзиошяв по времени иагрувяа и температура о гч о плате;: последовательность» корреляционно евяэптгя случаЛтст величия, ■ изыгняЕЦчхсл скачкообразно чзроа иакотерыв период« времени. Погамнв&ется, что а больоиивтаз встречавшихся-»» правтякв случаев й2п0я рзспрсдогснил Т £с1!ют0точ6сгш стрэмнтся я нормальному. ;•:..•

, Дзя определения матсиатячесяого .сяядаиня н норре-

ящютюц /¡¡ргтрт

случайного процесса гго-

йдвдняй прямднтся к еяедукцзму виду:

.«л.»,

рд-1 якдайикЯ а '• однородна оператор Сепаратор интегрирования); » - фуняция,

з общем случае нелинейно зави-Ья^ал от.. »1 (,Т(я. мэхкнйческях характеристик грунта.

Оцзнка ззроятиостя й<знас*упяеняя П предельного состояния. произзоДятся исходя из вависнмостсП ( I ) я ( 2 ). Приводятся формула для опрздалзтт иатвкатячзского оякдаиия я дисперсии оса-Доз оснований, обусловленьш неустановившейся .я установившейся Ползучестью ыерзлнх грунтов яри непрерывном п дискретном случай-ггтх процессах изменения внеаятх воздействий.

Оценка вероятности ненаступления I предельного состояния (по Несущей способности) внполняется исходя из принципа линейного суммирования поврекдеиности ( 3 ). Получены формулы для опрэ-деленяя иатематичеспого озидания ЩХ^) и дисперсии "збуСЙ*) степени повреяденности основания Т(¿и) за расчетный срок бкеплуатации сооружения при непрерывном и дискретном

случайных процессах изменения вневмих воздействий с учетом статистической изменчивости механических свойств вечномерзлих грунтов. При заданном значении доверительной вероятности определение размеров фундаментов или расчетной нагрузки на основание произ-

водится яэ уравнения % « где ^ - коэф-

фициент, принимаемый по'твблицаа. *

Разработанный подход позволяет анализировать вероятнооть безопасной работы оонованяй фундаментов проектируемых в построенных сооружений в конце нормируемого срока их вкоолуатацш, определять значения нормативной вероятностиИа я коэффициента Ий-декноств при расчета оснований, иоиользуеаого в раочвтах по ОН в П 2,02,04-80,,

где N4 - нагрузка, вычисленнш) по раочетиш значениям ывхашиб-оких характеристик грунтов и воздействий} NftiY- нагрузка, допускаемая на ооновские, отвечающий уравнениям (IM3) и значении Ип •

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХАРАКТ№ИСТИК ГРУНТОВ И ВЛШШ ВСЩЬИСТйИЯ НА 'ОСАДКИ И НЬСУШУТа СПОСОБНОСТЬ.

Укезанноо влияние оценидаетоя воходя ив метода пределькш; ооотолний иалудеторшшиотвческса сиоообш, в ооответотвии о которым учитывается статистическая из««нчивооть одного или нескольких Факторов в предполоквнии двтврыинврошшюотв оотвльных. Исходя пз сформулированного вше ыегодц расчете певших двух ыомслтов cjqr-чяАного процессе' Yd] , получены с^отивтствуоднв чаопше

SfiJJKOHAJOOTB для

вычиышп

чвстиие коэМ'ицввиты'.предельных. состояний (кооК-ццаенти иадеян»-оти по грунту и нагрузке ^ и , ?еш1«ритуркц{* ко&Инцв-вит и коэКициент услоьн!. работы J-t ), в/.одуаде в рьочвтныв формулы метода предельных оостсшний. Для скак, ножрухенной s однородный сечноыерзлый грунт, в отолбчетого ^ундьывита условие расчета оснований по несуще! способности с учетом укаяенных коэффициентов П] епстпвлпетол в изнестнои виде;

А

к 1 •

1*Д9 //п - нормативное оначонка нагрузки}

! ^ -частная коэффициент условна работа, яоториу учитавается 1 вид фундснэнта п способ ого устропства; j'a^f частнкз козффицпент условия работа, учитнвйгций дола

дялтольиоЯ нагрузки э состагэ полкоги ^ - ísopatTícnao дасяй!гоо на кэрэлий грунт под концом сваи

пли подоааоЯ столбчатого фундамента} А - площадь опиргиш яонца свая на грунт пли площадь подоа-

га столбчатого фундамента! Щз^ц- портативное сопроттгалениа вочиоиэрэлого грунта или раствора (для буроопусииоЯ сваи) сдвигу по боковой попэрхно-сти йщдваэнта;

¿ñjt т площадь позэрхиостн сизрзания вочномэрэлого грунта (раствора) с боковой поверхность» сваи или с i-петшИ сту-яоньа столбчатого фуидамснта; ' - коэффициента надежности по грунту, соответственно для

прочности мерзлого грунта под концом свая (подошвой столбчатого фундамента) и дяя прочности смерзания грун-. та (раствора) с поверхность» Зуедагэнта.

Расчетное давление » расчетное сопротивление

работе обосновывается справедливость использования а практических расчетах о больной число случаев средних значений характеристик грунтов и оснований. Подробно рассматривается задача оцегеся раечотешс значений иехаляческих характеристик Грунтов и оснований при использовании а расчетах средних и частных их значений. Пртенлеиый в механике грунтов практический метод оцеияи расчетных средних значений, основанный иа схема равно-точгаа наблюдений, опираясь на исследования Д.Худсона, обобщается на случай неравноточгад наблпдениЯ, когда дисперсия измеряемой

-21' величина еависй® от величина, еадавадиоЁ с виспериианте.

Прадшжеииый ыотод шишстркруетск примерами расчета дзы«одь-ноа прочности иерашх .грунтов, в которых нз обкарукенц ешщегшо-сть дисперсия величины от йагруак« я owarcuß oaxcoi-m. рас-

пределения stoß водичнш от нормального, Получэш формулу $пя определения математического сжндйнт и дксяорскн crmsmi повраадел» ности грунта к концу расчетного срока вйсплуатацнй ь прадпалсщанйй детерминированиостнЧнагруекм и температура, поеволкшдео нзсволько уточнить расчетные вкачония сопроткзлошп! ч М . Исходя

иа выполненных исследований формируются дополнительные требования к шаенерно-геологичсской информации, представляемое проектировщику.

Анализируются формула ддя определения ргдчэтшх тоипоратур БЭчноыерашх грунтов, предлоаанныо В.В.ДокучаеЕШ и Г.ВЛЬрхао-шы пр:{ отсутстсии и нмичии подполья, н чнеленньаи расче«иаг не 23Ü определяется еначения входящих в них вспомогательна коа^фи-циентов дяп раалкчнше моментов врзыенй года, РассттриЕаятся по-грашносп;, свяваниыз с определением расчетных температур по стии формулам, и обоО^аатся существующие способа оценки статистических характеристик изменчивости теапоратур грунтов, иызецих "акаче* ние для оценки недааиостк оснований (исследований Л.Е.Брокфакбра-нера, А.А.Коиовалоса, Г.П.ПустоЕойта, Ю.А.С&гайдачного, l.H.Kpy«; сталева). .

Получены аавнсииости для математического оандания и дисперсии степени повраэдеиности грунта sa срок вкстгуатацгш сооружения при статистической наивнчкЕости только температуру. Нсполь-аование их в практических расчьтах покачивает, что рассмотрение температуры вечномералого грунта, как случайного процесса ¥(f), приводит к уменьшению вначений температурного коаффицмента примерно на 5 - 15% по сравнению со вначениями,.определенными традиционным способом,

»• »»

Анализируется влияние йяоя ссзошюго прзтадпания на несущув способность сваЦ и покс-гл-тается, что для гиотмяс и влажна* песча-i'fx грунтов отиго слал игсуцуэ способность без больоой погрешности «сто шгшшт» дня исигята оремся» евотязтзущего началу прояерзтш грунгой« .

Иесагодуотся и-зеучвл с'пое^ио««» :овйошям при полосовой на-грузго с учоми иэгютяя яз roytte» эдюсф&здг! грунтов. Иссле-ЯОКШГШЙЦ^ЗЯ CiWeodWMfH, ШЮ.Ш1ШШ ко методу круглоцилинд-

• рхоестх соссроюстза.додкшвв я.ошиопткдогпм способом, исходя вз: рзсскотрзгш nseesoft sa&mn fsopm т?дельного равновесия cisfisitdpo ecM№snnß> сщгтткю которого язденавтея по глубине,

• famvmt ЧТО ра«Ю?ВСв $№K«fW ES «ерздий грунт следует определят?» вря 8жвг8й»и'<я$5№тая royiäfft по «а уровне подошвы фундамен-•¿V-а вз.Riyifetj.'от яоясе&у Zj ** 0,5$ , где ^ - ширина по-ßjsssr. яервояяяешк кол^Зй/гяЯ вечномерэлых

• 'враводит я eaje бояьзечу пдедавйко расчетного давления. Есяя tte яредусматриоается прздпостроечноо охлоздениэ основания, •*гэ по дашьи' численных расчетов на ШМ для зданий с холодим под-яояьеи расчетное давление возрастает дополнительно на 17-75%,

По датим\отечественных 'и 'зарубежных исследователе!! анализируется стохастические свойства нагрузок на фундаменты и приводятся рекомендации по оценке законов распределения, статистических характеристик и расчетных значений нагрузок, имеющих значение для. расчета оснований, сложенных вечноиерзлыми грунтами (постоянных, временных на'перекрытия зданий, ветровых и снеговых).

' Поскольку в инженерных расчетах осадой основания» сложенных вечиомерзлыми грунтами, статистический характер механических параметров, температур грунтов и предельных осадок в настоящее время, кал правило, не учитывается и, следовательно, результаты вычислений носят сугубо приближенный характер, определение вероятности ненаступления 2~го предельного состояния представляет мень-

- Й» -

ший интерес по сравнению с аналогичными расчетами несущей способности основания. В »том случае сохраняет свор актуальность полувероятностный метод оценки деформаций, направленный на учет изменчивости величин, отличающихся повышенный разбросом, например, кратковременных нагрузок. В диссертации приводятся соответствующие вавнсимости для моментов осадок первого и второго порядка, вызванных неустановившейся и установившейся ползучестью грунтов.'

Анадив етих зависимостей показывает, что осадки оснований, дефорыирущихся во времени, при проектировании могут рассчитываться на действие расчетной еквивалантной нагрузки, вызывающей практически те яв величины осадок, что и нагрузка , Ыак-^

скмальное вначениа еквнвалентной нагруеки имеет место у льда, для которого ^Ш^О , и равняется средней нагрузке эа срок эксплуатации сооружения. Примеры расчетов показ ел и, что максимальное вначение отношения расчетной эквивалентной нагрузки к нормативной составляет для ветровой нагрузки - 0,037, снеговой -

- 0,46, от мебели и оборудования на перекрытия килых зданий -

- 0,24, ■■■.■•■•-;■"

Величина расчетной еквивалентной нагрузки зависит от.максимальной нагрузки, при превышении иоторой возникает установившаяся ползучесть, , что усложняет расчеты осадок фундаментов. Поэтому дяя практических расчетов деформацию за срок ^ предлагается определять по приближенной формуле: 1

в которой суммирование производится лишь при (Т^) .

(Здесь г/ - постоянный для данной точки основания коэффициент пропорциональности между внешней нагрузкой на основание Л(^) и напряжением Т{£); ; ¿¿^ - длительность пери-

ода ^ , характеризующегося постоянной температурой Т^ ; ¿¿¿^ -- длительное значение нагрузки).-Критерием выбора ^

слуяит разность осадок, определенных по дшшой формуле и с учетам изменчивости нагрузок по более точным формулам, приведет«« в Диссертации., Эта разность не доляна превышать некоторой малой доли от нормируемой предельной осадки, что проверяется сравнительными вычислениями.

Расчога осадок, выполнанные на действие длительных частей кратковременных нагрузок, рекомендуемых нормами, показали, что последнее условие выполняется а подавляющем числе случаев. При этом нагрузки, отличающиеся повиданной статистической изменчивость*), например, ветровые, при расчете деформаций могут, как правило, не учитываться совсем или приниматься с понижавшим коэффициентом ^ , например, снеговые - с коэффициентом ^»0,5. ; Атаосферные нагрузки Сснеговые и ветровые), как и несущая способность основания, сложенного вечномерэлыми грунта»«!, периодически изменяются и потому при расчете фундаментов их целесообразно согласовывать во времени. Когда рассматриваемые атмосферные .нагрузки составляют значимую доли от полной, размеры фундаментов рекомендуется определяй, из условия (/)) ^ 1/^ , гдо и соответственно, расчетная нагрузка на основание и его расчетная несущая способность, как функции времени

. В частности, снеговая нагрузка достигает мшшималь-

ного значения в конце здаы, когда несущая способность основания (увеличивается по сравнения с минимальной, принимаемой в качестве расчетной. Расчет оснований в этом случае предлагается производить исходя из линейного нарастания ри и и сводится к сопоставлению значений (/') и для двух

экстремальных расчетных состояний: когда несущая способность минимальна ( и снеговая нагрузка максимальна ( £ » ¿¡^ • В первом случае нагрузка вычисляется в соответствии с принятым законом ее изменения в течение зимы для момента времени

■ -ла ■ — &у *»

определяемого по рекомендации в со аторои - нссу^ся спо-

собность определяется для иоиенга орадош ^ . Исследования« выполненные для 50 районов Севера, показали» что в практических расчетах время ?% моаот бить принято равным 4,6 мае. Обычно определяющим оказыьаатся первое состоите, при отои сОЕраяециз расчетных значений снеговой нагрузки может достигать 75$,

При согласовании во времени ветровой нагрузки, сил морозного' пучонкк и несущей способности основания целесообразно учитывать, что несущая способность са&Й изменяется в точение года, а максимальные ветровае натрушен и сшш пучения действуат диаь в определенное время годе,. Указанное согласованна осув;зствляэтся путец

равбнвки года на периоды, для которых расчетная ветровая нагруо-

■ .■■■'.. .

ка вычисляется раздольно в различных периодах в предположении цвазистационарности случайного процесса изменения скорости ветр?., '■' Наиболее вф£ок*иЕнш таяоо согласош-ш окатывается в рал о пах с небольшими скорости» ветра осенью и окаой, гдо емгтшз отой нз» груаки по донкца произведши- расчетов иозот достигать Ь0£, В то кз время в районах со инйчительшаш скоростями штра о уййзсл«а:й период моёат Нйбладсл'ьси и некоторое) се увеличение,

Учет случайного хараатара исижонмя нягруивн позволяет увеличить расчатнуа нссуда способность основания. Чем ш.:йо пмтск-сивность. снишнйя деятельной прочности мерзлых грунтов при упо-лнчении'продоявитодьиости нагрукения и чей бояьсо изменчивость" нагрузки, тем бодытл раачэтная Яагруека моает быть допущена на основание, по сравнений с нагрузкой» допускаемой исходя на про-дельно-длительной прочности мерзлого грунта, В работе приводят- , ся формулы, позволявшие определить расчетную нагрузку на основа«' нио, нагрукенноо Нйгрувкой

Так как наибольшее влияние на величину длительной прочности оказывают нагрузки, действующие продолжительное время, для практических приложений предлагается, чтобы нлпряжнша ь основании

от расчетных значений постоянной, временной и длительно действующих частей кратковременных нагрузок на превышало бы предельно-длительной прочности грунта ,-а напряжения от полной расчетной нагрузки - длительной прочности , определенной с учетом изменения нагрузки за время .

; В инженерной практике стараатсл не допусиать течения грунта с (5ольиими скоростями, которые могут привести к его разрушен™ черээ относительно короткие промежутки времени. Это условие обес-пачиваятся при скоростях установившаяся ползучести , соответствующих начальному участку реологической кривой, при которых наблюдается интенсивное залечивание дефектов структуры грунта. В частности, для обычных мерзлых грунтов рекомендуется ограничивать напряжение в рядовых расчетах пределом линейной ползучести . •

При определении несущей способности оснований изменчивость нагрузок с учетом указанного положения предлагается учесть следующим образом: если полная расчетная ¡загрузка на основание Л>,

л- я

определенная с учетом //(/), превосходит длительную .^нагрузку

более, чем в Тц ¡Тс-, рал, т.е. .

то несущая способность принимается с коэффициентом условий работы , = %< • 0сли же это неравенство не соблюдается, то

/с,^ = Д///1^, • Такой подход, с одной стороны, исключает появление напряжений больших ^ , а с другой, предусматривает некоторое повышение допускаемой нагрузки за счет кратковременных нагрузок, имеющих малую вероятность.

Расчеты показывают, что для сооружений с большой долей временных нагрузок размеры фуодаментов могут быть существенно уменьшены. На конкретном примере расчета основания показывается возможность применения предложенного метода оценки вероятности ненаступления I предельного состояния и производится сравнение вероятностного метода расчета с полувероятностными, в которых не

- г? -

учитывается йвменчивоеть ряде факторов. На основании такого сравнения определяются оиаченмя коэффициентов предельных состояний к оценвваазявя погрешности применяемых в настоящее время ггрвЗдс)» жанкых полусвролФпоотюа способов,

Основные выводы по работе вакдючвютсл в елодук;вм,

1. СформулировышыЯ метод оценки вероятности бевопаоной работы оснований, сяоканмых вечиомервдиия грунтами, при расчете по I и II групаш предельных состояний учативав? деформирование к рааруаанао мзралых грунтов во времени, статистическую неопре-дсдешшеть их механических свойств и ивиекенпе нагрузки и температуры в пздй еаучеЯиых процессов. Из предложенного метода ви-текают способы определения чаотных коеффициентов продельных состояний и раачэтгшх параметров, которые могут прииеилтьоя в разметах оснований фуидшснтов.

2. Совместный учет реологических свойств вэчноиерзлых грунтов а случайного иемекения со времени внешних воздействий приводит к П0ВЦ29Н1Ш достоверности оценки вероятности бевопасной работ« основания фундаменте и ковффициентав предельных состояний.

3. Значения реологических параметров зависят в аначятельком числе случаев от диапазона действующих напряжений. Д«я льдов

в влагоиасыщакншс гднмаспк грунтов при напряжениях, близких к предельно-дяктольиоП прочности, интенсивность падения прочности снижаемся о ростом времени до раарусения, а деформации до разрушоиия при ушшьиений напряжения возрастают. Указаинмэ эа-вис1шости целеоообраано учитывать в расчетах основания по продельным состояния«.

4. При отсутствия детальных експернмеитадьиыя данжл реологические характеристики мерзлых грунтов могут бить оцеияиы по предложенным епособем, например, параметры уетамояиряййс« ползучести и длителыгой прочности сильно*ьпистчго груигя - по анй-

логачиыа параметрам льда я неспльнольдястого грунта с использованием предложенного композитного подхода, прочность - по параметрам ползучести с использованием теория упрочнения,

5. При оценке устойчивости фундаментов я& действие кяеа-тельных сил морозного пучения необходимо учитывать, что остаточное сопротивление сдвигу существенно меиьгае предельно-дяи-тйльпого сопротивления. В соответствуй^ расчетную формулу для столбчатого фундамента следует вводитькоэффацяент снижения расчетной силы выпучивания, учитывшадай изменение остаточного сопротивления по глубине деятельного слоя и жесткость анкерной плиты, значения которого рассчитали длл оезоннопротаимгщйх и соаоямопромерзаюзих грунтов.

6. При расчетах длительной прочности я деформаций мерзлых грунтов в осногаииях следует учитывать изменчивость виевних воздействий в соответствия с приведенными я диссертации зависимостями, применяя для оценка прочностн-теорио упрочнения яля принцип линейного суммирования повреждениости, для оценки деформаций установившейся ползучести - принцип их линейного суммирования, а деформаций неустановившейся ползучести - теории упрочнения при значениях параметров ползучести, соответствующих рассматриваемому ди^азону напряжений.

7. Влияние изменчивости внеиинх воздействий на длительную несун??*) способность основания спаи необходимо оценивать с учетом состояния её боковой поверхности путем использорялия предлагаемых авторомкоэффицивктов условий работы.

8. Определение статистических характеристик реологических параметров нерзлмх грунтов и оснований рекомендуется производить по прийеденной!,дяссертации методике, позволяющей учитывать неравноточный характер результатов опытов и вычислять средние и частные расчетные значения характеристик.

-293. Расчет несущей способности оснований с учетом переменного, случайного во времени, температурного решша обесценивает уменьшение « на 5-15$ ее расчетного значения по сравнению со значением, вычисленным всходя из детерминированного изменения температур.

10. Расчет деформаций установившейся ползучести о учетш изменения кратковременной нагрузки по предложенной методике в большинстве случаев приводит к снижении ее расчетного значения, которое может оказаться меньше нормативного на 40% и больше,

11. Расчет несущей способности оснований о учетш изменчивости нагрузкв приводит к уточнении расчетного значения последней до 75$ или увеличению расчетного значения несущей способности по сравнению о рекомендуемыми нормами. Предложенные ояооо-бы такого расчета могут быть использованы при проектирования.

Резюмируя эти выводы, можяо заключить, что проведенные исследования позволяют не только повысить достоверность оценки реологических характеристик грунтов и сформулировать.реологические основа вероятностно-статистических расчетов оснований * фундаментов, но и уточнить расчетные значения деформаций и но~ сущей способности оснований я внешних' воздействий путем определения первых о учотои изменчивости нагрузок, температуры в свойств грунтов.

Результата исследований нашли отражение в С!М1 2.02,01-86 (п.п. 4.2;4,5;4,9; ярилох.2 п.п.1, 3; ярилож.7 п.4), изобретениях и опубликованных практических руководствах и рекомендациях по проектированию оснований и фундаментов нг1 вечнамерзлых грунтах, широко использованы яри проектирования. Снижение стоимости устройства фундаментов по данмш расчетов приведенных затрат может достигать 20%,

Основное содержание диссертации опуолик-'ччшо в сло;у>лЩ!Х работах:

I.Расчет свайных фундаментов па ввчшшорзлых грунтах с учетом переменной снеговой нагрузки./фувдамепта сборных, сборно-разборных я йередвташых яялых зданий па вечяомврзлнх грунтах. - Л.:ЛекЗНШП,1973. -С. 12-16.

; ¡ 2. Влияние сезойного промерзания на несущую способность шорояен-ВиЗ свай, - /Фундаменты с борта, сборно-разборкых и первдшшшх ян~

I

дая здшшй на вечпонорзлых груптах.-Д,: ЛеяЗШШЭП, 1973.-С.23-28 ¡(соавт. В.В.Докучаев).

3. К пересмотру норн проектароБання оспобший фундаментов на вачаомерзлих грунтах,/Коаструкцаа и фундаменты зданяй для Арктики, -Л.:ЛеиЗШШП, 1974, - С.З-М (соавт.В.В.Докучаев, Д.Р.ШеЙтадаи),

• 4. Вреыешше нагрузка, учитываемые прз расчете деформаций ползу-Честя мерзлых г^уптов.Дялиздюо строительство в условяяз Арктики, -Л. :ЛепЗНИШ,1976.-С.15-27.

5. Определенно сопрогавлоиай. сдвпгу мер а лих грунтов по боковнм . йоЕерхяостяы свай с учетом ах шероховатости./Методика ииженерно-геоло-гяческях исследований я картирования области вечной мерзлоты.Ишг.З. "-Якутск: Як.гоьизд-во, 1377.-С. 75-76.

.. 6. Влияние материала з состояния'" боковой поверхности свай на соп-роЕшлегше сдвпгу по ней мерзлых грунтов./Фуидакента на сальнольдястых 3 засолопных вочиокерзлмх груятах.-Л.:ЛепЗЩШЭП, 1977.-С.55-61 (соавт.В.В.Докучаев).

;,. ■ 7. К расчету деформаций установившейся ползучести сильнольдисгах грунтов с учетом случайного характера изменений нагрузок./Фундамента ян сплышльдясшх и засоленных вечиомерзлих грунтах.-Л. :ЛеиЗНИИЭП, 1277. -С.24-34. .."■'.

6. Некоторые особенности определения длительной прочности мерзлых грунтов по данным кратковременных испытаний ./Основания и фундамента жмых в общественных зданий на вечноиерзлис грунтах.-Л.: ■

- а -

ДенЗНИИЭП, 1978. - 0.22-27.

9. Влияние материала к шврохоаатооги боковой'повврхаоотв оваи на сопротивление одвигу по ной ыерздпс грунтов. /Инаанориоо мерзлотоведение. Ыагврвшш к Ш Ьездународной кокфервнщш по ыерт злотоведвни». Новосибирск: Наука, 1979. - 0.74-77 (ооав?. В.В, Докучаев).

10. Некоторые вопросы надеяноогк ооиовшшй, слсгонных ве^-ншерзлымн грунтши. /Облейошше конструкции покрыт^ зданий. Ростов-иа-Дояу: РКСЙ, 1979. - С.Ш-Ш.

11. Ползучеоть и прочность иерзлых грунтов в основаниях пря случайной нагрузке.> Д., 1981. - 16 с. /Рукопись продотавлона ЛекЗНШЭП. Деп. во ВНШС, ишь 1981 г., » 2463.

12. Влияние состояния поверхности на длительной сопротивление одвкгу по ней ыервлых грунтов. /Проблемы геокриологии Забайкалья.- Чита, Забайи.филиал гоогр.од-ва СССР, 1881, » С.НС.

13. Влияние изменчивости нагрузок на деформации полпучвотц пдаотичиоаврэлых грунтов. /Опит строительства ооиовакпй в фундаментов на вочноыерзлих грунтах. - 15., 1981. - 0.166-187. *

14. Влияние и&ыенчявооти нагрузок на длительную прочность иарзлнх грунтов. /Исследования и расчет оейсиоотойхях зданий и их фундаментов на почисмерзлых грунтах, - Д.! ЛеяЭНИШП, 1982, - С.141-145 (соовт. 3.П.Артемов).

■ ' 15. Исследование прочности и ползучести мерзлых грунтов при сдвиге {¡а различных приборах. /Реология грунтов и шшеиериов иор злотовадвние. - и.: Наука, 1962.-С.68-75 (ооавт.В.В.Докучаев).

16. Фундаменты лзгких вдаиий па вечноыергищх грунтах. « Л.: Стройиздат,- 1984. -153 с.

17, Анкерущая способность столбчатых фундаментов при деНс* вии кясателыш сил морозного пучепт грунтов. /Оспояпнил,'Фуши менты и механика грунтов, 1907, Я б, -С,^-¿Мсож'Т.ь.секуча*

13. Прочность, установившаяся ползучесть и деформации разрушения лада л мерзлого грунта. /Фундаменты шише и общественных бдшшй на вечнсуорзлых грунтах. - Л.: ЛвлЭДШЭИ, 1987.- С.66-74 (соаат. И. Г. Александров, Г.В.Логшискюс).

19. Несущая способность эоч померзл ого основания при полооо-ойразяой нагрузке, /фундаменты жилых-, п общественных зданий на вёчноморзлнх грунтах. - Л.: ЛенЗНИИЗП, 158?.- - С.75-79,

20. Рекшеодвдащ по проектированию фундаментов инвентарных (¿¿обильных) зданий на вечномерзлых грунтах. - М.: Стройиздат, Ш8, - 112 о. (соавг. А.И.Золотарь, Е.А.Кояьяов).

21. К оценке пределыго-длительного сопротивления мерзлого грунта сдвигу по материалу. /Проблемы механики грунтов и инженерного мерзлотоведения. - 11.: Стройпздог, 1990. - С.39-40,

22. Механические овойства сильмольдистого грунта, как композитного материала. /Геокриологические исследования в арктических районах // Мсйд , симпозиум .СССР. Яибург. Енп.17. - 1989, С.О. . 1Ш0С АН СССР. - С.97-107 (ооавт. И.Г.Александров).

23. О сопротивлении сдвигу мерзлого грунта по материалу. /Основания я фундаменты жгаых я общественных эдаяий в северных районах. - Л.: ЛенЗГШЭЛ, 1990. - С.41-49.

'24. Некоторые аспекты статистической оценки механических характеристик грунтов и оснований (применительно к районам вечной Йерзлоты). /Строительные овойства .слабых и мерзлых грунтов .используемых в кйчэотве оснований сооружений. - Л.! ЛИСИ,1991. -С,82-91.

25. Расчет надежности оснований, сложенных веч померзлыми грунтами. /Основания я фундаменты на вечномерзлых грунтах. - Л.: ЛвнЗШШ, 1991-92, - 0.41-51. ■

26. Оценка ползучести и прочности мерзлых грунтов по данным яспьтеикй. /Основания и фундаменты на вечномерзлнх грунтах. - Л.: ЛенШШШ, 1991-92. -С.52-64.

i

Подписано в почать 27,09.93 р. Йориат 60хв4*/1Ь Псч.офс. Ит234 Объем 1,75 уч.-мзд.я. Т. 100 Заказ faiTБесплатно

Типография ИГСУ