автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Повышение надежности гидросооружений оросительных систем на просадочных грунтах

О п 9 ?

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ИЗЫСКАНИЯМ, ИССЛЕДОВАНИЯМ, ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ И МЕЛИОРАТИВНЫХ ОБЪЕКТОВ В СССР И ЗА РУБЕКОМ "СОВИНТЕРБОД"

На правах пукописи УДК 626/627;631.6; 624.151

ФРОЛОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ.

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ .

Специальность 05.23'.07 - гидротехническое и мелиоративное строительство

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

в форме научного доклада

Москва 1992 г.

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Н.П.Розанов Доктор технических наук, профессор Е.Д. Томин Доктор технических наук, профессор Н.Ю. Абелев

Ведущая организация "Союзводпроект".

Защита состоится " " июня 1992 года в II часов, не заседании специализированного совета Д 099.08.01 при Производственном объединении по изысканиям, исследованиям, . проектированию и строительству водохозяйственных и мелиоративных объектов в СССР и за рубежом "СОВ1ШТЕРВОД" по адресу:

129344,Москва, ул.Енисейская, дом. 2.

С' диссертацией и работами, положенными в ее основу,ыо1кно . ознакомиться в библиотеке п/о "СОВЯНТЕРВОД".

Диссертация в форме научного доклада разосланг " М " -ид, & 1992г.

'Отзыв на диссертацию в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять на имя ученого секретаря совета по указанному выше адресу.

Ученый секретарь специализированного совета Д C99.08.0I кандидат техничзских наук

В.С.Задненрянец

г Актуздьность_П2облемы . В нашей стране около 60 i ороси-^рГЕ^да&к систем (ОС) построено, строятся или реконструи-Т~руётся в' районах распространения лессовых грунтов, полу. чивших в строительной практике и технической литературе ' • название просадочных.

Изучение лессовых грунтов как оснований- сооружений в нашей стране имеет большую историю, начавшуюся с развернувшегося з первь'з гак'ичетки индустриального ¡строительства на. трких грунтах. Особо следует отметить работы .iJ.il. Абелева, ü.ß. Абелева, ü.u. Ананьева, Х.А. Аскаров*, л.Г. ьалаевь, С.В. Ьые'троэо, Ф.Л. Воронова, Я.Д. Гялъмана, Ы.Н. Гольдщге;'!на, A.A. Григорян, П.Л. Денисова, ¿.А, За-маркна,'A.A. .Кириллова, Нл1. Кригер?, В.И. арутова, ал",. Ларионова, Г.Ы, Лонизе, H.H. .¿аслов.а, A.A. мустафиева, A.Ji. Рубинштейна, С.С.' Севватеева, ¡¿..д. Сергеева, ii.il. Сквалецкого, и др. исследователем.

Однако, несмотря ¡:а имеющиеся определенные достижении но проблеме исследовании и строительства на лессовьх просадочных грунтах, а так Ее ужесточение требований в последних CHiiil, происходящие до сих лор опасные деформации и аварии сооружении остаются «де с'сореа правилом, ч;;м ;ick-• лючениим и наносят существенные ущерб народному хозяйству.

Особенно острой проблема обеспечения надежности сооружений на просадочных грунтах стоит в гидромелиорации. Неизбежно проявляющиеся при ороъенни' земель, - сложенных такими грунтами, неожиданные просацочныэ деформации 'оснований гидросооружений (ГТС), ло:ка каналов вызывают их многочисленные повреждения,аварии п даже разрушения,что приводит'к существенному удорожанию строительства,большим

■эксплуатационным издержкам и сельскохозяйственным потерям,.

v

заметному снижению сроков службы ОС. Положение усуголяет-ся еще тем,что оросительная сеть представляет собой. .

систему множестве, последовательно соединенных ITC л вывод из .строя лизь одного из.них вызывает отключение всех последующих. Это грозит прекращением пли • длительным перерывом в подаче воды,подсуший;• н И^м или ги -

белью посевов на лодкомандных площадях.

Объясняется такая дефектная и неудовлетворительная работа сооружении на лессовых сильнопросадочных грунтах резкой неоднородностью,случайностью и скрытностью сложения к свойств этих грунтов по глубине и простиранию массивов (что трудно,а подчас и невозможно с необходимо;! доверитель-ностьл выявить при изысканиях); несовершенством нормативной проектной документации; допускаемыми при проектировании ошибками и погрешностями; строительными отступлениями от принятых технологий эксплуатационными издержками.

Принятая сейчас в качестве единой л обязательной для расчетов всех конструкций и сооружений методология предельных состояний о^гепечивает их надежность (безопасность) системой корректирующих эмшппческих коэффициентов (коэффициенты надежности по нагрузкам,материалам,по сооружению, по грунтам, коэффициенты условий работы и т.д.). Но, го-первых,принципиально неправильно покривать услоен?С1.; и неточности расчетов какими бы то ни было коэффициентами.Нужно гравнлыю принимать основные пердпосылки расчета и саму расчетную схе.чу "сооружение-основание".

Во-вторых,эта методология не позволяет прямо оценить надекшеть каким-то показателем,ибо незавг^имо от величин принятых коьффицентов зг.паса (наде.кности) истолковывает некаступление любого предельного состояния как абсолютную наде:шость системы с вероятностью события равную единице. С другой стороны, да*« небольшое отклонение в сторону нарушения предельного сос?ояния (например, несущественное- в долях сантиметра-повкшение расчетной просадки против допускаемой) тррктуется.как вероятность надежной работы,равная нулю. Это противоречит принципу уменьшения уровня надежности сооружения при плавном изменении факторов, от которых она зависит,а на практике ведет к назначению проектировщиками перестраховочные неэкономичных рошениГ.

^сли же еще принять во-внимание,что величины различных коэффициентов ВСЛ6ДСГВЛ е недостаточной изученности особенностей работы системы "гидросооружениг-просадочное основание" определяются или назначаются без надлежащего на то обоснования (либ эти особенности ускользаю- от внимания

проектировщиков м не учитываются совсем),а строителями допускаемся низкое качество исполнительских работ, то становятся понятными закономерности отксзсв гидросооружений на различных по просадочности основаниях к необходимость перехода к расчету ГГС по надежности (как к более перспективному методу проектирования технических систем со множеством элементов, каковыми и являются оросительные системы), или -на первых порах- хотя-, бы с учете:.! некоторых частных показателей надежности.

Исходя из сказанного,для решег.ия проблемы повышения надежности ГГС, с учетом особенностей их работы на просадоч-ных rpyi-тах, мош-ю наметить два основных пути.

11ервый-полуг):,!пирически.'!-болке детальное изучение,достоверное установление и расчетное описание особенностей взаимодействия различны/ ГГС с разными по просацочнсстп основаниями, выявление закономерностей изменчивости свойств грунтов, обобщение опытных и натурных данных методами математической статистики и теории вероятностей, и пс результатам этого-разработка новых инженерных решений и совершенствование традиционных расчетных приемов в рамках современной методологии предельных состоянии.

Второй- непосредственное прошение к проектированию Г'ГС на просэдочных основаниях математического аппарата физической теории надежности. К сожалению,о настоящее время стройном теории надежности строительных конструкций,сооружении и оснований не'существует. Имеются лишь благоприятные условия и предпосылки для научного решения этой проблемы в ближайшем будущем. ,Нля этого необходимо накоплении и составление банка подробных . статистических данных об отказах разного типа сооружений и нанесенных ущербах при работе их на ■ различных по просадочности строительных площадках.

. Поото'му сейчас возможно лишь применение отдельных положений теории надежности к проектированию ГГС на прос&доч-кых грунтах, учитывающих действительный статистический уровень ¡.х эксплуатационной нацганости,зависящий е основное от степени просадочности оснований. Принимая также во-вни-манме.что лессовые грунты обладают скрытым,случайным характером распределения, широкой изменчивостью свойств в пространстве, во-вре:.1ени и под влиянием внешних воздействий (ув-

лажнения,нагрузок)„для более достоверного определения их расчетных характеристик наиболее применим вероятностно-статистический подход.

Учитывая сказанное, можно очевидно говорить о необходимости разработки нового направления в теории надежности, а лменно-надежности просадочных оснований (так же как в науке "Механика грунтов" имеется научное направление "Механика просадочных грунтов"),и в частности-для гидросооружений.

целью и сслодованиЛ_ являлось научное обоснование и кош-' лексное решение вопросов актусльной- народно-хозяйственной проблемы обеспечения надежности работы гидросооружений оро-с-телыгых систе;.'. на просадочных грунтах путем разработки ин- • ■сенерких предложений,направленных на совершенствование прин- ' цлпоэ и методики проектирования и технологий строительства ГГС, в том числе- с п'рим( ненцем положений теорич надежности просадочных основании.

Задачи иссл^дований_ формулировались и решались по трем основным направлениям:

1. Установление и учет при проектировании особенностей лессовых массивоЕ как оснований гидротехнических вооружений с .чозиций теории' надежности просадочных оснований.

• 2. Изучение факторов и закономерностей взаимодействия Г1С и просадочных оеновемий; формулирование основных положений и разработка инженерных п,,.:емов по проектированию ГГС ОС по совместным деформациям с. г.со;а,дочниыи основаниями. Выбор и обоснование оптимального решент системы "ГГС-про-садочное основание" с учетом параметров "еории надежности.

3. Разработка отдельных методов устройства гидросооружений на просадочных основаниях, обеспечивающих их надежность как в строительной период,так;и в течении срока эксплуатации.

Методика исследование в соответствии с целью и задачами состояла в анализе и обобщении современного опыта проектирования и строительства оросительных систем на просадочных грунтах; обследовании и натурном изучении работы ГГС ОС в различных регионах распространения просадочных грунтов нашей страны; крупномасштабных полевых модельных исследованиях; производственных экспериментах по проверке я внедрению в практику разработанных предложений на строящих-

ся и эксплуатируемых П'С; лабораторных и полевых исследованиях свойств грунтов и иэшкйЧ1.я их год действие;.! увлажнения,нагрузки и во времени.Доминирующее значение в исследовании процессов просадки П'С отдавалось прямым крупномасштабным и производствеьнк'м экспериментам.

Работы проводились с 135-4 года на каф^дрл "Осниакия у фундаменты" ЦЩ1 рначалэ под научным руководством проф.А.Л. Рубкнатейиа.а впоследствии - гяторз доклада,при непосредственном участки его руководимых «V аспирантов А.Л.Бадаева, Б. А .Доки'на, В. Н г- яков ч, С. Н. Засо ва, М. К. Ка лие в, .ч. С .Нова я о р .ч, Т.Н. К^чллоэс .1,0.К. Коуиловя ,?.Т.!Суо-нова, А.^х.чудов.з Т. Тауипс а.: вп, В. А. К дина.

Особое пнккзнме уделялось кячзстьениостп я мно&гствеш-коети получаемой инженер^о-ге с-ло гиче с кой к штевне;нэП ин-■1ор.;.<ации,которая удовлетворяла Гы ".•рАбованк«'.* обработки к обобщения методами математи'иской статистики и теории 1-е-рсятности.

Профессия и 40-лотн'.".й сто-+ вузовского препода га те ля, тес-нос сотрудничество с проектировщиками и прахтикучцгми ин-хенерами-гидротехнйками привели автора к загг^чоню о необходимости конечного выражения рас ге.тньгс формул и графо-ана-лктйческих приемов я .предольнс удобной для прэглическсго примемения,простой в иат-зматичо^ком отновюни': форма.

Научная новизна роботы заключается в получении углубленных знаний по основннм направлениям высказан.!ой еце в 50-х годах кафедрой "Основания и фундаменты" МГМИ при некосред-ственном участии автора гипотезы деформирования прссацоч-ных грушов в основаниях гидросооружений, в ее всесторонней проверке,окончательном подтверждении и признании; формулировании на основе полученных результатов принципов обеспечения надежной работы.и назначения оптимальных методов устройства ГТС на нрссадочных грунтах; научном обосновании необходимости и приемов совершенствования отдельных положений методологии предельных состояний для расчета гидросооружений на просадочных основаниях,в том числе - с пр! мнением теории надехнос^и.

Выполненные исследования позволяют квалифицировать их . как комплекс научно-обоснованных технически :,чехнологичес-•

б.

ких и экономических решении,внэдреняе которых вносит значительный вклад в ускоренно научно-технического прогресса.

Практическая_ценность проведенных исследований обусловлена реализацией в гидромелиоративном производстве разработанного на их основе комплекса расчетных приемов проектирования и инженерных предложений по реиению нарздохо-зяйственной проблемы повышения надежности гидросооружений ОС на просадочных грунтах.

Результаты исследований использованы как при составлении последнего основного Нормативного документа в области проектирования оросительных систем на просадочных грунтах ВСН 33-2.2.06-66 года, по которому автор является одним из разработчиков,так и предыдущих выпусков этих Норм проектирования- ВСН 4-Ü6 года и BCH-iI-23-Vb года.Разработанные отдельные рекомендации п° различным вопросам исследуемой проблемы были приняты,утверждены,использованы и используются многими, приемуществонно шиты, проектными водоаюзяйст-. венными институтами.

Данные исследований послужили материалами для написания двух монографий по изучаемой теме, более 60-ти опубликованных работ и изобретений,вошли в пять написанных автором . учебников для студентов гидромелиоративных специальностей.

'Эти работы обидим объемом более I'-О п.л., а также материалы более 70-ти научно-технических Отчетов и рекомендаций, в которых автор /.влился как ьслосредственны;.: исполнителем, так и научным руководителем, и послужили основой для составления настоящего науч"ого доклада.

0сновные_на^я1но-технические положения, взносимые на^защиту:

I, Основные закономерности совместной работы гидросоору-кений оросительних систем и просадочных грунтов,явллацнх-ся для них основанием, средой и материалом.

2..Обоснование и принципы обеспечения надежней рабрты и оптимальных методов устройства гидросооружений на просадочных грунтах с учетом теории надежности просадочных оснований.

3. Особенности и комплекс расчетных прпеиоь проектирования

ГТС по совместным деформациям с лросадочными основаниями.

4. Методики определения напряженно-деформированного состояния лтюсадочн :< массивов в основаниях ПС.

5. Учет неоднородности сложения и свойств лессовых массивов и закономерности их изменения во-времени для условий гидромелиоративного строительства с позиций надежности про-садочных оснований.

о. Специфика ф.шьтрационных расчетов прссадочных оснований гидросооружений.

7. Инженерные предложения по технологии устройства гидросооружений на просадочных основаниях,обеспечивающие их надежность и долговечность.

1. ОСНОВНЫЕ ФМТОШ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАШаО-' Д^СТВИЯ ГГС И ¡1Р0СДЦ04КЩ ОСНОВАНИИ.

Надежность совместной работы системы "гидросооружение -просадочное основание" в большой степени зависит от надежности запроектированного основания (как правило-дорогостоящего искусственного).которое но назначению и ответственности выступает здесь как основнан несущая конструктивная часть сооружения.'Поэтому углубленное и достоверное установление факторов и расчетных схем взаимодействия ГГС с просадочными основаниями,исходных расчетных характеристик грунтов и их зависимость от этих многочисленных факторов является одним из главных направлений повышения надежности гидросооружений.

1.1. Особенности лессовых просадочных грунтов как оснозанин,среды и материала гидросооружений.

К основным особенностям лессовых грунтов, актуальным для исследуемой проблем, выделяющим их из класса обычных обло-мочно-пылеватых глинистых грунтов, относятся: - недоуплотненность и рыхлость сложения,выражающаяся з высокой пористости (от 0,43...О,45 до 0,¿5, иногда С,60) с видимым глазом вертикальными макропорами и ходами землеро-ев. отчего эти-грунты получили тикже назганле макпопорис-тых,

- неустойчивость структуры (особенно зернисто-пленчатого типа) к увлажнению, обусловленная цементацией контактов грунтовых частиц и агрегатов а основном коллоидным и легкорастворимым солевым материалом, быстро ослабляющимся или распадающимся при действии воды;

- особенность при увлажнении давать значительные неравномерные деформации всестороннего сжатия-просадл'л, вызываемые сложным процессом перекомбинацчи, изменения количества и образования новых структурных элементов грунта, ло сути дела- его ''разрушения под дейслинем увлажнения,с последующей самоорганизацией новой устойчивой структуры, соответствующей напряженному состоянию и степени водонасыщения;

- лег::::я размыс..омоет ь, быстрая размокаемость л сравнительно большая водопроницаемость;

- анизотропия дс{юрыь>ционг:ых и фильтрационных сьонсть в вертикальном и горизонтальном направлениях, обусловленная преимущественно .г»ртикально.1 ориентацией макропор,.стенки кото-тых уплотнены корнями р^стени*'.,инкрустированы солями и играют -юль трубчатой арматуры (уменьшая сжимаемость и повышая фильтрацию в вертикальном направлении;

- способность в молэалихном состоянии сохранять вертикальные откосы выемок и столбчатые отдельности зн' чительной высоты при трещинообраоовании;

- высокая засоленность кароонатими »хлоридами и сульфатами (достигающая ¿0...304 массы грунта), выполняющих как роль средне- и труднорастворимого цемента на контактах частиц и а1'ре ги'ш в, 1 я к и выступающих в качестве самостоятельных структурных элементов или заполнителей порового пространства. ¡1о отмеченному .¿ризгаку многие разности лессовых грантов относятся одновременно также и к засоленным грунтам.

Естественно, наиболее важной из перечисленных особенностей лессовых грунтов'как оснований и среды ГГС начнется просадка, однако не только сама по себе,но и как личина, провоцирующая при трещинообразовьнии и 'разрушении грунта лавинообразное появление свободных путей прорыва веды с размывающими скоростями и градиентами. Этот глуоинный и оо-ходной эрозионный процесс в совокупности с г.росадкоп и

довершает окончательное разрушение основания, а с ниы-и самого сооружения.

Отсюда вытекает главное требование - при проектировании основным расчетным условием должно быть недопущение просадки ни в коем случае. Для предотвращения же в лессовом основании ГГС случайных и непредвиденных опасных фильтрационно -эрозионных процессов необходимо предусматривать в кострук-циях гидросооружений развитые антифильтрациокные и противо-эрозионные устройства.

Согласно СНиП 2.02.01-ЬЗ проседочными считаются грунты, если относительная присадка* £^е>0,01. В соответствии с этим дополнительны,.! критерием просадки служат начальное просадочное давление и начлльнпя просадочная влажность

их минимальные значения, соответствующие проявлению просадочных свойств ( £5С>0,01).

Со своей стороны добавив,что эти критерии следует дополнить максимальным давлением просадки Рье ,сверх которой просэдочносгь не растет, и минимальным размером (пирнюй) объекта замачивания „^.при котором начинается просадка природного массива.

ОсноьтмЛ'.г'.гцпш являются критериальные зависимости относительной просадки 'от напряденного состояния ~ / Ср) и от степени обводнения лесеовго грунта ¿}е — у (~со)

На основании обоОщения результатов проведенных многочкс-ленных исследовяний просадочности лессовых массивов, предназначенных, под орошение в различных регионах шпей страны (Вахшский, Гараутинсхип, Яванский, Обя-КиикскиЯ.Колхозабад-ский в Таджикистане, Елодностепский и Келесский з Узбекистане, Ала-^рчинский В Киргизии, Кзыл-Ординский и Казахстане,

- х Здесь и далее будем придерживаться этого термина,хотя, в нормативной и тс снической литературе ¿5£ традиционно именуется "относительной просадочность^", с чек нельзя согласиться (просадочность как л;эбое свойство не может быть относительной;.-

Кагулский б Молдавии, массивы трех очередей орошения в Ставрополье,Градижокий,Сезеро-Рагачинский и Машевский на

Украине) установлено,чтп характер кривых' зависимостей¿¡¿~/(р)

может быть трех, видов (см.рис.1).По типу этих кривых и

соответствующем критериальным величинам лессовьге грунты

можно классифицировать как сильно-, средне- и слабопросадоч-

ные (см.табл.X).

Попытки многих исследователей аппроксимировать для расчетных. цел,.й эти кривые < тепенпой функцией вида —уЗ рт (где коэффициенты и т. определяются по опытным данным) не привели к практическим результаты в виду низкой точности получаемгх показателей даже для однородна: лессовых толщ.

Что касается ззеисхюст^, =/¿«^установлено,ч^о просадка проявляется и протекает в сравнительно узком диапазоне повышения влажности • зависящем в своя очередь от давления. При этом начатьная вла.снссть просадки численно соотвеа.твует примерно пределу раскатывания грунта и)Р) а конечная,несмотря на превью" зние которой размер не тастет, - Оь^220,26.. .0,27 (или степень водонасьлцения Зг~'0,7о).

В этом же узком интерзале увеличения влажности происходит, и наибольшее изменение других деформацгэнных и прочностных характеристик лессоЕ :х грунтов, что с несомненностью доказывает их прямую причинную связь с явлением просадки.

Учитывая,что наиболее объективным показателем влажности как функции изменения объема пор грунта при просадочном сжати.. является ,нами предложена более простая (и за-

мутим- более точная,чем в СНиЛ) формула для подсчета относительной просадки : эи неполном увлажнении (при повыше- • нии влажности до промежуточной величины :

^ (I) -

->г.5£ 0,25

где: -S2.se иЗ'г.зцс -степень пздонасыщения.соэтветстьутгацая и . Для правой части формулы (I) согласно рис.2 принято ^г а =°.Ь и =0,75 (при граничных условиях

Значение ,к«к и любого другого физико-механического параметр«^, в любой точке грунтового массива основания еле-

дует рассматривать кгк композицию детерминированной и случайной компонент. Случайная составляющая обуславливает-• ся в основном природной неоднородностью грунта (являющейся следствием одного из фундамент.'льных свойств геологической среды-изменчивости), а также видом, методикой и точностью полевых и лабораторных исследований.

Отсюда, с позиций надежности, вытекает необходимость учитывать в расчетах не только величину показателя (з данном случае при расчете просадки -Ое )но и различия э мэрах его рассеии*.кия и коррелшыонноК сьяои как б разину координатных направлениях (анизотропия сьойств),так к «езду соседш-. ми сочзниями ввделгнього кпьенерно-геологич?екого тела или элемен" а (по вертикалям -- по мощности расчетного Сличаемого слон, всей сжимаемой илк просздочной толщи; по горизонтали

- по трассе канала, по площади орошаемого поля, отдельным расчетным точкам или сечениям в пределах подечюы сооружения кли е.че ее).

Для реанимации в расчетах просадки случайного,вероятностного режима изменчивости характеристики (при Р ,и) ~

- Сея$?) во вэлюлноперпендикуляркых направлениях нам;: предложена методика учета этого обстоятельства, и в частности- с помощью обобщенного, коэффициента неоднородности (однородности) к„ ,по смыслу тождественного коэффициенту надежности по грунту. Подсчитанная с применением основных теорем л расчетных приемов теории изменчивости дли разнообразных строительных площадок и инженерно-геологических элементов различных регионов распространения лессовых грунтов величина этого

коэффициента варьируется в пределах Кн =1,1.... 1,3£.

Исходя из этого, ь. предыдущих Ксрмах по проектированию оросительных систем 1.а просадочных грунтах (ВСп-11-<3-7с,;.!ин-водхоз СССР) размер Кн 3 формул е. х расчета осадки,просадки и ■посгепросадочной деформации.был принят по вооьма осторожным . оценкам .минимальньил и равным Кн =1,1. ь последнем аналогичном документе (ВСН 33.2.2.С.3-86) ввиду практико.аваейся повсеместно унификации поняти..,терминов и обозначгтий, а также множества и так" применяет« других коэффициентов,изменчивость ■ показателя в формуле гр-:адки учитывается в неявном Виде -

непосредственно нходя в зшерические коэффициенты условий работы.

С учетом принятого вероятностного подхода к определению просадочных и деформационных характеристик • чессовых грунтов, и в особеннности- параметров просадочности, нами предложена методика составления карт просадочности лессовых массивов с целью ирригационного строительства; составлены таблицы региональных, нормативных показателей свойств; формулы корреляционных взаимосвязей мегду основными физическими характеристиками и просадочностью, по прогнозированию из^ене-. ния этих показателей по времени ирригационного освоения для №. югих просадочных массивов. Эти материалы использовались соответствующими водохозяйственными организациями на перво-• ■ начальных этапа с проектирования оросительных систем и гидросооружений. '

Предложенная методика"вероятностного учета изменчивости показателей просадочности использована для классификации грунтовых условий площадок по просадочности, для подсчета размера просадок по площьдг орошаемых полей и обьемов земляных работ по ежегодным эксплуатационным планировкам и вошла в качестве основного материала раздела 5 "Подготовка орошаемых полей" в ВСН 33-2,2.06-85.

Исследование анизот£Опности_ деформационных свойств лессовых грунтов, не зависящей от их пространственной изменчивости, в вертикальном 7. и горизонтальном .( ) направлениях ( в точке массива - ислы^еьом образце грунта) показали, что характеристика просадки в горизонтальном направлении всегда больше ( а модуль деформации Бх,у .коэффициент сжатия меньше),чем в вертикальном г . Коэффициент анизотропии просадки Для разных видов лессов варьируется в небольшом диапазоне-и может быть принят равным ЛвГ1,74.

С этих позиций'следут, очевидно, также говорить и оБ анизотропии критериев просадки-начальных просадочного давления и влажности • а также учитывать зависимости

• «^Однако это резко усложнит и увеличит объемы ис-

следований и внесет дополнительные теоретические сложности и трудности реализации такой многопатаметрлческой модели гранта.

Поэтому нами предлагается учитывать анизо ропию просадоч-

ности следующим простым приемом. По на-гим исследованиям коэффициент поперечной деформации при просадке увеличивается и достигает величины уМ^ =0,4. С учетом -»того главные горизонтальные напряжения буду? Принимая коэффициент в небольшом диапазоне давлений постоянным, а зависимость £ =,Ру) • линейной, можно считать,что увеличение г за счет анизотропии при определенном напряжении Рг будет вЛ¿0,66=1,74-0,66=1,15 раз. На эту величину нулю скорректировать нормативные размеры всех послойных на всю глубину прссадочной Толщи.

Величина_п£Очнсстных_характешстшс_ Си V" зависит от типа^структуры грунтов, плотности,напряженного состояния и более всего - от степени влажности-. Так, если для маловлажных гунтов разных регионов С =0,01... .0,025 М;1а и У = =23°...32°,то при увлажнении вплоть дс максимального водона-сыщения ( в момент просадки) сцепление снижается довольно значительно - а 3...10 (!) раз, а угол внутреннего трения менее заметно - в 1,1...1,4 раза.

Механически уплотненный лессозый грунт имеет прочность выше,чем- грунт естественного сложения, а зависимости от плотности и влажности укладываемого-в насыпь грунта прочностные характеристики составляют величины =23. ..¡¿7° и ■ С = • 0,02о.. .0,052 «¡Па. •

Установлено, что в диапазоне растягивающих 1шряженн;: (при трещнкообразовании в природных массивах вокруг каналов и сооружений, н теле насыпей) зависимость сопротивления сдвигуТ"==У(р) не подчиняется законам Кулона-Коса (см.рис.З, слева от вертикальной осп),что'не позволяет их рекомендовать в соответствующих расчетах, а связи со спецификой работы грунта при трещинозбразованил предложена новой расчетная прочностная характеристика лессового грунта- сопротивление сдвигу 1.ри растяжении Т~£ и прибор для проведения испытаний образцов на сдеиг при растянении в вертикальном направлении.

Показатели водопроницаемости в сшу птлродг.ой изменчивости структуры, пористости, состава и сложения лессовых групто'з, разнородности методики и низкой точности экспериментального определения имечт больной разброс, К тому , же они. заметно

снижаются во-вреиени из-за ;ианьления активной пористости е процессе просадки. £слн при первоначальной стадии инфил'ьт-рационного увлажнения-миграции влаги (смачивании по С.Ф. -Аверьянову) коэффициент водолроницания в первые дни замачивания участка в Таджикистане составлял 0,6...1,0м/сут, то через 20...30 сугок он снизился до 0,4...0,5 м/сут., а через 3 месяца составил 0,2...0,25 м/сут. Коэффициент фильтрации К<р при напорной установившейся фильтрации редко превосходит =0,2...0,5 м/сут. • -,

Анизотропия водопроницаемости имеет другой, характер,чем у просадочности- в вертикальном направлении всегда больше

(для супесей в 2,5. .'.10, а для суглинков .и глин - в 5...20 .раз),чем в горизонтальной, Миграционная водопроницаемость ввиду сорбциснно-капиллярной природы изотропна. Однако в массивах неоднородного или ир;со выраженного циклитногр сложения, с прослоями ог^я#нкь'х горизонтов, средневзвешенный г0~

ризэнтБльном направлении может быть и больше (даже в 'несколько ■десятков раз),чем в вертикальном.

Установлено,что особенностью лессовых грунтов при фильтрации в горизонтальном направлении является наличие начального градиента напора (порога'фильтрации),лишь с превышением величина которого начинается фильтрация. Значения для разных видов и структур.лессовых, грунтов колеблются в пределах =0,05...0,3. Осредненное.значение 7)н ,ниже которого грунт мохно считать относительно водонепроницаемым,

<Ч л г, . ,-> нзчалимвго

составляет Z)H -0,2. В вертикальном направлении наличиятгра-диента фильтрации, ввиду трудностей лабораторного исследования фильтрации ,1ри очень :алкх С, установть не удалось.

1.2. Характер прояьлечия совместных деформаций гидросооружений и их лросадочньх оснований.

Многие нагрузки на ГГС, воздействия и их сочетания носят или принимают ь процессе просадки сооружения случайный характер. Да и сам процесс просадки зависит во многом от случайности и нестационарнсоти поля увлажнения массива основания под сооружением. Все эти обстоятельства требуют для их осмысливания и учета такие статпстико-вероятностного подхода.

Согласно концепции,высказанной еще в 50-х годах кафедрой

"Основания и фундаментц" МИД! при непосредственном участии автора настоящей работы (а.с. № 19374 от 2 июля 1960), и в дальнейшем развитой нами,проявляющиеся при совместной работе ГГ'С и лросадочных оснований вертикальные деформации в общем виде описываются следующим выражением:

- Ъе (2)

где: £ -общая (суммарная) вертикальная деформация; ^.-осадка грунта естественной влажности под действием дополнительной нагрузки Р ; 5^-просадка; -послепросадочное уплотнение грунта при длительной фильтрации через него водЫ; подъем основания вследствие набухания верхних слоев при замачивании; ^ -подъем дна .котлована из-за разуплотнения основания вследствие снятия давление от собственного веса вынутого из котлована грунта.

Эти виды деформации не обязательно долалы быть последовательными станами во-зрзмени; они могут проявляться по 1'лу-бине массива как независимо,так и одновременно с другими; отдельные чз нлх шгут вообще отсу^сгпоз.11 ь. /й р^змзр ¡¡ характер проявления зависят от ¡.•гхнологлческси схемы работа грунта- в основании возводимого сооружения (от порядха-к'сто-рии-н&лсжения на оскозаипл р.чзличьмх упло гльищих грукг акторов: давления,уа.ча ■■нон'-ш, подсыхания ).

. В том же порядке наложения факторов,определяемого технологической схемой строительства, -должны. тщательно проводиться и лабораторные мод::лы-гл'> иглитг-нил грунтов' основания для определения шхчза'.-елей их дек/рллруелостл (зпяот! до г.амачи-вания обраоцоп еодой того ;к'е солевого состава,что и ожидаемый в натуре,при определении ).

а формула (¿) ъ-лпылы бсех ез^гигллп.-.р¿:-:еще:-1и'"', крекз просадки и посл^аросадочногя угас¿¡а.¡ля ,нэве-ллки и л.-гко луогнолнруйгея градационными рг.ечртааш. четсди-'г.й.уи,:при>.1еняе.-.!им;1 для обычных грукгоэ. Лослеп¿осадочная деформация ^^ даже большой величклы,мо:г»гоньо ¡-.¿растай в точенхи. .читального времени, не з) зы^аег серьезных затруд- -некий в эксплуатации ссору «дягаЯ. Е том or.y-.ue :,,-.-рэраспр£-делечие :: нараеганлэ напряжений е. *.х ".окс-г; •у;;цл.чх, з !зва;;я%>» н-згг адс-'орноогьп с-адок о-:пос&л:'г, мзоПсх'.лл^ »¡аоллъко

медленно,что пластические деформации конструкций могут возникнуть и развиваться без нарушения сплошности элементов сооружений. Как показали наблюдения,осадки этого вида в практике эксплуатации легко компенсируются наращиванием в высоту стенок и порогов сооружений.

Основной.доминирующей как по величине, неоднородности, характеру проявления,так и разрушающему воздействию на сооружение деформаций .является просадка. Поэтому главное внимание в докладе уделяется исследованиям и совершенствованию методологии расчетов именно просадки. К тому же рамки настоящего доклада на позволяют останавливаться на изложении имеющихся материалов исследований по другим видам деформаций.

Многолетние натурные исследования работы многих оросительных систем на просадочных массивах,крупномасштабные проиэ- ' Еодственные и полевые эксперименты позволили детально выявить природу и характер,количественно установить основные закономерности проявления просадочных деформаций орошаемых' полей,различных каналов и гидросооружений на них.

Результаты этих многочисленных экспериментов и послужили отправной точкой для создания расчетных схем и критериев на конечной стадии исследования - разработки инженерных методов расчета деформируемости просадочных оснований ГТС, . базирующихся ( как это принято в настоящее время в методологии проектирования любых оснований ) на полузмпиричес-ких теориях.

Прежде всего необходимо отметить,что наиболее существенной особенностью проса;очного процесса,отличающей его от других деформаций грунтов,является объемное,_все_сто£онн£е сжатие в результате увлажнения даже под нагрузкой от собственного веса грунта (которая для него выступает.в качестве внешней нагрузки) при ярко выраженной нелинейной зависимости от наибольшего вертикального напряжения.Все же другие известные механические модели грунтоь рассматривают сжатие ,во-первых ,в линейной зависимости от нагрузки, а во-вторых.либо без возможности бокового расширения ( компрессионное сжатие.модель местных упругих деформаций Фусса-Бинклэра).либо с боковым (поперечным) расширением ( упругое

и линейно-деформируемое полупространство,сжимаемый слой ограниченной толщины, эквивалентны'/ слой, реологические модели я др.).

В связи с этим следует говорить о новой расчетной модели сжатия грунта-всестороннем просадочном сжатии-госновными расчетными параметрами которой являотся относительная просадка в вертикальном направлении и модуль поперечной просадки

_/1^г(не смешивать с модулем анизотропии псоседки -Лц, устанавливаемом по данном компрессионных испытаний, т.е. без возможности поперечных деформаций образцов).

Особенностью модели является проявление вертикальной про- . садки лрл противоборстве двух -противспочояно направленных процессо^-Горизонтальных сжатия и расширения. Игл природном напряженном состоянии превалирует поперечное сжатие; при приложении и увеличении внешне? нагрузки до 1,4... I,о Р3(? — - поперечное расширение (не только ь результате новьшешгя горизонтальных напряжений Рх,у >но преимущественно и одни-гаюця* т , к которым просадочный грунт чрезвычайно чувствителен из-за резкого снижения при увлажнении структурной прочности.*.

Б общем виде форма,характер,закономерности л количественное-проявление просчдки з поперечном к оси чаьада (сооружения ) сечении грунтупиго ыкссива илл!'..стр«1руется на рис.4. 11ролвленле просадки обуславливаемся ин'.пльтрациониым. увдаж- • нением грунта вниз и в стороны о-.1 урьза воды. Резкое всестороннее сжатие при этом увлажненного грунта влечет за собой последовательное раскалывание трещинами грунта н.увлажненных верхних слосв, нависающих в виде консолей над проседаощим основание... и работающих на изгиб (растяжение-отрыв в верхней части) со сдвигом-скалыванием ( в нижней части), на отдельные вертикальные блоки. Эти откалывающиеся блоки, идущие • уступами параллельно оси канала, опускаются вниз и перемещаются к его центру, провоцируя дальнейшее раскр.тгие трещин.

'Просадка канала, котлована характеризуете:!: горизонтальным участком шириной £> ' средней части замачиваемой площади

: ч „Л ШЛХ .

с максимальной просадкой (при алрине зеркала воды в ка-

н-ле 0,7 ¡-/¡е ,тде Н^-л ,ность просадочной толщи,

горизонтальный участок отсутствует); двумя криволинейными (или сгупеьчатыми) участками ^¿по обеим сторонам от гори-' зонтального, на которых просадка изменяется от ¿¿^ до 0; (ширина пораженной т-'-рацинами зош) и горизонтальными пере- ■ мещениями . Величина максимальной п;осадки, наибольшая кривизна поверхности и ширина пораженной зоны зависят от нагрузки, параметров сооружения и условий увлажнения (ширины формы инфильтрацконного контура и водонасыще! мости грунта в ет'о пределах). • . '

-3 продольном направлении пс оси сооружения картина ого совместной работы с просадочньы основанием иллюстрируется, на рис.1) на примере просадки экспериментального железобетонного открытого быстротока (П-я очередь Терско-Кумской оросительной системы, 19Ь0г.). .

Увлажнение грунта его- основания происходило с двух сторон-одновремекно с верхнего и нижнего бьефов. Встречное смыкание контуров увлажнения произошло через 60 суток на глубине около 15 м. На 30...32-е сутки после начала замачивания в результате просадки произошел отрыь грунта основания от подошвы входной части и водобоя с внешних краев- их днищ. Названные конструктивные части работали в это время как консоли (рис. . 5 а,б.),что вызвало существенную перегрузку материала и появление трещин на стыках элементов'лотков. Дальнейшее замачивание основания, и проявление просадок вызвало значительные взаимные вертикальные смещения всех функционально-конструктивных частей относительно друг д^уга с полным разрушением и раскрытием стыков между ними (рис. 5 в,г).

Проводившиеся замеры контактных напряжений под быстротоком (также как и под соседним, исследуемым ж-б оголовком трубчатого переезда) показали, что динамика просадочных деформаций кардинально изменяет условия опирания конструктивных элементов на грунтовое основание,вследствие чего резко перераспределяются нагрузки, трансформируется напряженное состояние как самого основания, так и конструкций сооружения. Максимальное напряжение в последних может превзойти предел проет-ной прочности бетона сборных элементов, не говоря уже о прочности замоноличиваллых в полевых условиях стыков.

Установленная единая связь напряженно-деформационного состояния сооружения и деформирующегося основания заставляет рассматривать при проектировании систему "гидросооруже-ние-просадочь'ое основание" как взаимосвязанный единый комплекс,с учетом их совместной работы, а основание- как-функционально-конструктивную часть гидросооружения..

1.3. С4стьматж1ацпя_соо]£зега2 на_огасительных системах по_особеннос_гям взаимодействия_нх с прос^'^чнычи^основаниями.

божественность ви-.ов и характера проявлений деформаций, фачтороа,прпмо или косвенно влияжих .-.а них, ьлэгосСразке типоз, конструкций гидросооружений и возможных ингенернь-х протиЕСпросздочных г/.еропр'кятий цслапг выбор системы "соору-кение-просадэчное основание", задачу их проектирования весьма сложной, многова.риэктной и з какай-тс мере произвольно субъективной.

Создание унификации расчетных условий и клас£ф«-кация ITC ÖC на псосадочных грунА предприн.плглась A.A. Кириллов-*м, -н.я. карпупольским, 'A.A. Лустафаевым, С.С. Савва-теевым и др. В последних BCri 33-2.2.03-Ьо таблица 2 подобной классификации, также как и упоминавшиеся зыпе, из-за невнимания ко многим .факторам взаимодействия ПС л просадочных оснйваний (например, .отсутствия параметров самого основания), не позволяет в полной мере обоснованно назначать для сооружении соответствующие схемы ин'к-гзологических и-следований, ." методы расчета деформаций и проектирования.

Опуская здесь принципы классификации, исходные данные и материалы, отметим лидь вносимые предложения, и новые класси-фикационныэ параметры рекомендуемой нами систештизад£1 ГГС " ('табл. 2 К

Прежде всего, вместо клгссификадпи сооружений по величине дополнительного к природному давления предложен более оСобиа-> рщ;п и наглядный классификационный показатель-полное давление по подо'лве,ибо природное напряжение является для просадки (в отличие от осадки, под действием которого она давно за- . вершилась) самостоятельным у плотнящим во.здейстсием.Бнесены ' важные классификационные показатели: мощность просадочной толщи Hie .позволяющая по coüi.юлению ее с шириной (и дли-

ной - для фильтрационных расчетов) сооружения принимать схемы, модель V! математический аппарат расчета вертикальных перемещений и фильтрационной прочности основания; мощность сжимаемой толщи Не. и ширины зеркала вода в сооружении, И наконец, знссены решающие дяя достоверности расчетного прогноза деформаций оснований ГТС условия их сжатия при просадке, позволяющие назначать расчетные схемы опред^пения значений различных видов вертикальных деформаций сооружений. С целью упрощения и конкретизации сняты другие мало значащие или лишние классификационные показатели, затрудняющие пользование таблицей.

'¿. Со вершекст во в&ние_гщ1 ^мо в_методол о гии_п20скт иро вания пщросоорукеиий по_п]ое£ельним состояниям_(по_П£едельным совместным деформациям с. прос^:2чнш;и_основанлями2.

Отмечающиеся на практике расхождения в величинах действительных деформаций и прогнозируемых расчетными приемами методологии предельных состояний, нередко наблюдаемые неисправности, отказы и даже аварии сооружений приводят к необходимости (не подвергая сомнению основополагающие принципч самой методологии) дальнейшего совершенствования ее отдельных положений и расчетных приемов.

Црежде всего о месте просадочной деформации основания ГТС, как расчетного состояния гидросооружения, в ..лассификации групп предельных состояний.

Ранее уже отмечалось,что итогом лросадки является,как правиле, частичное или полное разрушение сооружения, делающее его полностью непригодны;,! к эксплуатации. Да и все другие .сопутствующие просадке факторы (чрезмерные перемещения участков оснований и конструкций, недопустимое раскрытие трещин,выход из строя уплотнений и стыков и т.д.) по классификационным признакам и степени ответственности для эксплуатационной пригодности сооружений полностью отвечают факторам 1-й группы, предельных состояний. Это позволяет твердо отнести просадочную деформацию к разрушающим явлениям 1-й группы, а не ко 11-й, как это рекомендуется СНи11 2.02.01-83 и БСН 33-2.'2-0о-36. С этих позиций при проектировании ПС на лессовых хунтах просадочную деформацик. следует считать основным расчетным состоя-

нием по 1-й группе предельных состояний со всеми вытекающими из этого последствиями.

. Такая классификация просадки в методологии предельных состояний повисит внимание л отаетст: знность проектировщиков а этом деформации, обусловят применение в расчетах ее величины соответствующих гюйьыши-цих коэффициентов надежности по сооружениям, материалам,-грунтам, нагрузка!.) и т.п. (как Э'/о 'требуется СНиП при проектировании по 1-й группе),что в слою очерэд'. повысит достоверность и надв-люсть расчетов и принимаемых инженерных решений .■

2.1. Совб[!гаенствоваьио_могодика определения оас^етных оначсиий^о^носитель!!^! просадки ___.

Гочно.ть и достоверность расчетного прогноза просадки з основном определяется погрышостюм:

- в исходных данных, связанных с: кегочиосты аеюцмь определения нормативнмх величин ¿"^е 'и естественной ьеоцнородностьи лессовых грунтов ( о ней говорилось ранее);

- преобразованием приближены« входных данных е?3< о процессе различного рода математических операций, когда исходная пог-ренность мокет возрасти во много раз;

- схематизации, вследствие неверных допущений о законе ' распределения ' как случайной вел:шлш или использования математических расчетных моделей, недостаточно точно количественно оценивающих многообразие процесса взашто.-^Псувия ссору-' яения и просадочного основания.

При зтом точность окончательного результата ^.ычеления просадки не может быть принята выло точности исходных данных величины (т.е. точности измерения), а потому размер

следует определять с птем числом значащих цифр, которые отвечают погрешности "-¿е-

Приемам оценки погрешностей при испытании грунтов посвящена большая литература. С учетом ее рекомендаций нами по резуль- с .татам обработки большого числа опытных данных установлено,что суммарная (состоящая из внутрилабораторной-случащой и межла-. бораторной-систематич ;кой) погрешость воспроизводимости величины при испытаниях по методу "одной кривой" с^став-л> -ет 17,76%, по методу "двух'-'ь^ивых"- (во втором случае

-абсолютная погрешность ,как правило, имеет разный знак). При отом доминирующую роль играет межлабораторная' погрешность, а также природная неоднородность проб Грунтг, даже если Они взяты вплотную друг к другу (от 20 до 90^ от суммарной погрешности). .

К сожалению, более точно оценить величину систематической погрешности и уменьшить ее влияние на окончательный результат определение <£е с применением математической теории ошибок не приставляется возможны;*, ибо последняя применима исключительно к случайным ошибкам.

Погрешности.вызываемые неизбежной схематизацией, формализацией процессов просадки при ее математическом моделировании, оказывают неизмеримо большее влияние (в несколько раз!) на конечный результатт подсчегасез величины, чем точность исходных данных. Нередко эти погрешности пытаются восполнить применением- громоздкого и сложного математического аппарата и сам факт использования его и &Ш выставляется как свидетс пьстбо . научности и ценности порученных результатов. По этому поводу следует'сказать,что с учетом установленного уровня погрешностей основной исходной характеристики ¿^ .точность расчетов" определяется не точностью математического решения задачи-, а обоснованным выбором.расчетных предпосылок,моделей,схем,достаточно полно и достоверно отражающих многообразие внутренних и внешних факторов прэстранствешю-зременн^го взаимодействия системы "гидросооружение-просадсчное основание".

С этой точки зрения очевидно,что применении простых инженерных приемов и решений может ' давать более близкие к натурным данным результаты,чем использование строгих математических решений,но основанных на упрощающих предпосылках. Именно поэтому в теории просадил,представления о которой непрерывно пересматривались, в настоящее время, как и в теории деформирования других грунтов, расчетные методы основаны на полуэми-рических приемах.

3 упоминавшейся ранее предложенной модели всестороннего -сжатия грунта при просадке в качестве основной расчетной характеристики вертикального сжатия принят показатель нелинейной деформации-относигельная просадка .определяемая лабораторными компрессионными испытаниями (обра0ец малого

объема сличается тог.:,ко в вертикальном неправлении-однос ное сжатие-без возможности поперечных деформаций).Общеизвестно ,что напряженно-деформационное состояние такого модельного образца в приборе существенно отличается от действительных условий сжатия грунта з основании сооружения. Последнее вызывает необходимость оценки этого обстоятельства и учета его при определении величин вертикальных перемещении при просадке .

Прежде всего, для количественной оценки соответствия компрессионных испытаний; иоделмру.:цах основную схему компрессионного проеадочього сжатия основания ГГС, были проведены сравнительные испытания одного и того же грунта з типовых лабораторных приборах (образцы К =3сн, Г -бОм^) и в центрифуге иПС Гидропроекта (монолиты груага £0x20x20 си).

центробежное моделирование исключало искажение результатов за счет влияния жесткого нагруженного штампа, дна и стенок обоймы, тренля грунта по стенкам, торцезых поверхнос-

тей и т.д., а также существенно увеличивало представительность (объем) испытуемого грунта, резко снижая фактор неоднородности проб. Просадка определялась, как при природном, гак и дополнительном давлении.

Испытания показали.,что а центрзфуге при разных нагрузках относительная просадка <£34 на 42.больше,чем соответствующие показатели в компрессионных приборах. П.,л этом-заморенный при испытаниях замоченного грунта в центрифуге коэффициент анизотропии просадки«/^Св среднем хорсшо согласуется с ранее принятой величиной ->¿¿5 (погрешность 10$). ¿ели учесть,что при центробежном моделировании соответственно увеличивается и масштаб времен», а следовательно на результат накладывается ускоренное проявление также и пос-лепросадочной деформации , следует признать,что погрешность компрессионных испытаний (примерно 20«) не выходит за рамки точности определения и они удовлетворительно моделируют соответствующие условия сжатия.

' Поэтому для основа . 1й сооружений, для которы,. принимается расчетная схема компрессионного сжатия (см.таб.2), расчетные в личины 8сг будут равняться' нормативны!.!, полученным по ре-

зультатам отих испытаний, (колу, условий работы Кс=1), умноженным на Mse =¿>16.

Для расчетных схем оснований с учетом бокового скатил при • просадке (плоская и пространственная задача) корректирующие коэффициенты j отанавливаюгс.я следующим образом.

Используя (в пределах небольшого диапазона бытующих в гидромелиоративное строительстве нагрузок) известные закономер- . ыости теории лияейю-дефорыирус^к сред и приняв принцип "¿¡к-вивальнтпол просадки", оп„скал_промежуточные выкладки, получим:

4г/¿2; = I/Де ,где <f5<1 п €sc -относительная просадка соответственно с возможностью бокового сжатия и в компрессионном приборе; - коэффициент бокового стесне1.ля просадочной деформации. Обозначим Iij, - К - коэффициент условий работыj учктызающий боковое сжатие п^-и просадке.Тогда <Fie = Кс С помощью известных решешгя механики грунтов получаем:

- для условий пространственной задачи просадочного сжатия:

кс _- )

- для условий »¡лоской задачи: g

Кс - ~ уГ%е хогдэ, приняв с учетом литологическид разностей лессовых пород установленные нами коэффициенты у»f для грунтов в маловлажном ум и водонасыщенном состоянияхy»i( ,Получше .соответствующие величины |<с (табд.З). .С помощью ,^той таблицы можно назначать не только расчетные -.показатели относительной просадки Sie по формуле (3), но и расчетных относительной осадки <?р (лкбо модуля осадки Е ) и относительной послепросадочной деформации ..

Б соответствии с этим, окончательную расчетную величину относительной просадки £ с учетом коэффициента анизотропии S\mojkho опредьлит! по формуле:

£se = 1,15,К<^е (з) .

где: Кс -коэффициент услосий работы расчетного слоя грунта, принимаемый по габл.З в зависимости от расчетной схема сжатия основания (табл.2).

Подобные коэффициенты ус:лрвий_ работы в расчетных формулах посадки СНиЧ 2.02.01-Ьо;.и i^j- в БСН 33.2.05-85 явля-

ются чистг эмпирическими к..принимайте л в зависимости стри раз-

мер03 подошвы фундамента.Ысли сравнить их величины К5е;=1,3...3 м КИ£=1,о...4,0 и розко»:ен/!уе!.гаго расчетного коэффициента Кс. о формула 3 (с ¿'четом кээф. анизотропии) Кс =1,5...3,0, то можно отметить их близкую количественную сходимость. Однако, во-первых, коэффициент ^теоретически более обоснован, достоверен и логически принимается в зависимости от основных факторов взаимодействия гидросооружений и просадсчного основания (деформационных свойств грунта и его напряженного состояния от сооружения). к во-вторых, входит I! изначальное назначение расчетных воддчли характ«рислши просадки , а не в формулу с:ь:ой иросад»:л. Эисключается неопределенность и неухоженность в точности конечного подсчета просгдки, когда ее вел::ч/на при о:;к;:х п тех на <%г(а сле-дователько-одинаковых напля^екиис) колет изменяться в 3...1 раза (!).

2.2. йссле£Овашш напрлкенно-деформпиованного состояния лессоЕ^х_основяниГ1_гищосоор^);:енлГ1_з_п£015ессе просоч.^'.

Учитывал специфику деформируемости лессовых грунтов, при установлении изменения напряженного состояния грунтового массива основания следует' исходить из трех его .расчетные состояний по наряженпм: исходного (начального), при просадке и конечного. .

Лерзос л последнее состояние'характеризуется установившимися и постолнкычп напряжения;¡и. ;,оэгому для них в практических целях могхно применять традиционные способы расчета напряжений. ' Для определения же напряженного состояния грунта при просадке нужнЫлибо методы расчета, основанные на иных предпосылках, чем теория сплошной, изотропной линейно-деформируемо:; сред^, "либо инд нерные прием!, корректирующие решения упомянутой теории применительно к специфике просадочного грунта, как это предлагается нами ниже,

Воздействие воды ¡¡а скелет грунта при просадке в принципе дол.«, ю учитываться как отдельная дополнительная сжимающая нагрузка. Однако вследстви; того,что эта нагру.:ка в основном . расчетном случае проладки-лнфильтрации воды вн ~з со слиянием с грунтовыми' водами- равномерно распределена по глубине,ее ■ удобнее рассматривать как изменение_прноодного давления, ко- .

■ . 26, торов для просадки также является сжимающей нагрузкой.Учитывая, что гидродинамическое давление и гидродинамическое взвешивание в инфильтрационном потоке взаимно уравновешиваются, а при частичном капиллярном водонасыщении не проявляются, ' природное давление от увеличивающегося собственного веса увлажненного грунта £Г23 (КПа) с учетом капиллярного давления на глубине ■ 2 от поверхности рекомендуется находить по формуле: , ,

t £гз~ X % ' (4) I

где: -удельный вес грунта (кН/м3) с учетом водонасыщения по формуле у = гАе У* -плотность грунта (т/м3)

естественной (до замачивания) влажности Ц) ; цЦ-конечная (установившаяся) влажность, равная ц/ед =0,3; 3 -ускорение свободного падения, 3 = 10 м/с*";^),^- капиллярное давление; Tl^-высота капиллярного поднятия, Ък=2...4 м. '

При определении напряженно-деформированного состояния лессового грунта при просадке под действием внешней нагрузки от сооружения необходимо учитывать особенности грунтов, отличающие их от сплошной, однородной, изотропной линейно-деформируемой среды, решения теории.которой являются математическим аппаратом для расчета напряжений.

. К таким особенностям относятся: сам процесс просадки,трак-туешй как'пластическое разрушение грунта; неоднородность, ' выражающаяся в вертикальной макропористости столбчатой структуры; деформационная, и прочностная анизотропность (большая в поперечном направлении сжимаемость); резкое ослабление прочности замоченного слоя по отношению к подстилающему-несжимаемому (двухслойное основание с переменной мощностью слабого верхнего слоя); большая сжимаемость,отчего при просадке резко уменьшаются расстояния между контактами соседних по высоте рядов грунтовых гранул. 1

Все эти факторы, согласно имеющихся решений механики грунтов (К. Вольф, Я.Д, Гильман, Н.И. Горбунов-Посадов, K.ii. .Егоров, Г.К. Клейн,.В.М. Малышев, O.K. »релих, О.Я. Шехтер), способствуют концентрации'(увеличению) нормальных напряжений . по оси нагрузки и увеличению сжимаемой зоны. Однако, даже совместный, несмотря на все сложности и трудности,теоретичес-

кий учет этих обстоятельств в качестве полумеры не может решить вопрос о правомочности решений теории линейно-дефор-шруемой среды для расчета напряжений в просадочном основании. Необходимы новые, более отвечающие природе просадочного процесса,методы. Они могут быть получены на основе теорети-' ческих решений смешанной задачи ( В.А. Флорин, 10.Н. Мурзенко, М.И. Горбунов-Посадов и др.).нелинейной задачи, теории дискретных сред, вероятностно-статистических методов (Г.И. Лок-ровский, И.И. Кондауров).

К сожалению, подобных хотя и сложных для практического при- . менения решений, разработанных применительно к просадочным грунтам, в настоящее время пока нет. Поэтому на данном этапе логично воспользоваться результатами уже имеющихся теоретических разработок применительно к просадочным грунтам, подт- ' веряденным статистической обработкой результатов оксперимен- . тальных замеров напряжений в лэссовом грунте ненарушенной структуры под штампами и модельными сооружениями.

С этой целью нами еще в 1257 году проведены лабораторные опыты со штампами на больших монолитах грунта, а на опытном участке в Голодной Степи (Узбекистан)-штацповые испытания при стороне штампа & =0,7м с замерами углов распределения сживающих напряжений ,с/р по глубине грунта при просадке под нагрузкой до 0,2 ¿¡Ла. Эти-углы находились в пределах 23... ..:2б° (против =39° по решениям теории упругости).Затем производился пересчет замеренных деформаций на напряжения внутри снимаемой зоны. Испытания позволили установить в количественном отношении концентрацию напряжении по вертикали по оси штампа против полученной решениями теории упругости.

Для теоретического . осмысливания и учета этого обстоятель-• ства были привлечены,как и для описания'других особенностей просадочного процесса, положения теории вероятностей. -' Из постулата,что напряжения передаются в грунте через систему неправильных по форме частиц, случайшм образом опирающихся друг, на друга, и схематично рассматривая структурную частицу как балочку на двух опорах-контактах-с расстоянием между шили , а плечо приложен;« верхней частицей силового давления Р на рассматриваемую, как случайное расстояние "X-то вероятное!нал функция с установленным нормальным

законом распределения Судег определять величину Р и опорную реакцию р> , пропорциональные вероятности того, что осуществится именно данное значение "ос". Принятая модель передачи напряжений' в дискретной среде хорошо отражает про;$содящуи дри просадке концентрацию напряжений, г эгда расстояние и плечо "X " уменьшаются в результате горизонтального сжатия, а опорная реакция (давление на нижние структурные частиц;') увеличивается. Пооднео, з 1974-70 г.г, в зоне 11-ой очереди Большого Ставропольского канала с -помощь«) специальной полевой установки (а.с. ]<■ 9222229) и большого числа параллельных испытаний штампами разной ширины и при различных соотношениях сторон,' производились непосредственные замеры вертикальных и "оризонтальных снимающих напряжений по глубине основания ненарушенного слбжьник.

Йти испытания подтвердили принятые теоретические предпосылки с- характере к количественном изменении напряженного состояния лессового грунта при просадке. Тан, при.прохождении фронта увлажнения через чсследуемыу. расчетный слой грунта на глубине 2- , в нем наблюдается увеличение (всплеск) сжимающею напряжения в 1,Ь...!,? .раза, затем оно несколько снижается, но остается существенно выше исходного, которое слой . испытывал в кеаамоченяом состоянии. Остающееся повышенным напряжение, несмотря на дальнейшее перемещение увлажнения з глубь массива, показывает что ату концентрацию обуславливает не только двухслойность, но и другие особенности просадочных грунтов. Для иллюстрации сказанного на рис.6 приводится график /членения во времени напряженно-деформированного состояния сильно просадочных грунтов при заманивании под штампами.

По отдельным месдозаа, замеряющим напряжения на глубинах по вертикалям вне площади штампов, удалось установить на контактах с верхним незамочешым грунтом уменьшение сжимающих напряжений до.О, а'затем и обрыв выводящих проводо$,что показывает на растягивающие напряжения на границе верхнего бокового сухого и увлажненного проседающего массива, победнее объясняется удерживающим влиянием неувлажненного грунта на замоченный проседающий,которое снижает размер просадки сбоку от штампа и концентрир;от ее в столбе грунта непосред-

¿J.

ственно под штампом,что томе Еедет к увеличению напряжений в этом столбе. •

По результатам проведенных исследований составлена таблица для подсчета сжимающих вертикальных напряжений под сооружением по глубине лессового основания при просадко.Напряжения по вертикали под центром и угловыми точками подоивы сооружения определяются с помсщья коэффициентов рассеивания напряжений e¿ ,как это принято з табулированных решениях Норм. Для сравнения на рис,7 приведены графики распределения напряжений в массиве -грунта при просадке, подсчитанные разнил; методами. По графику можно видеть,что по предлагаемому методу напряжения примерно, в 1.4...1,Ь раза превышают подсчитанные с помощью реаений упругости.

Рекомендуемая схема для расчета вертикальных напряжений при просадке лессовых грунтов под гидросооружениями с учетом рассмотренных приемов,приведена на рис.. 8/а

2.3. Расчот_рлзмз£а_поосгдкп основания гидросооружения. В результате сведения всех операций по необходимой корректировке размера <Fi& в прием пересчета нср.'.ативнох величин на расчетные, формула для определения просадки имеет олеиу-ющий простой вед: 1 ~п

~ J2 £se.i Иse¡¿ (ü)

где: ¿-расчетная величина относительной прочадки рае.чег-ного слоя мощностыо й пределах присадочной толщи Н'$е ,

подсчитанная по рздульхьте» компр^ссямщик испытаний но формуле (3); коз{йицаент ус:ич,:П рсооты, учитьвлюа;;ш влияние ширины фундамента на условия проявления просадки,при--нимае-лый по табл.4; - Ko,--i:>r,HL,:'íi:r надежное j-u по степени ответственности соо гкелн;., лринпмашый сог'шенз I'mui 2.С2. .ü2-cí3 ровным i,20 ; +,ío и 1,1 соотв^лч."нечно ллл сооружений

i i. »Ill И U КЛ'ССОЬ.

Li связи с тем,что при з&лачиваь/л uaoci::r. "¡ж-о^ання п течении сравнительно большого периода v¡}j:í-m.i '.i.. .;> чееяиов) па величину прс. адки на .сладишь even чоот.гшо проявлю «ца-нсл в ведших горизонтах иос^епросаи.очная догол-лоцин общую Бйугикьдьиуо дороргацио прл нервен (ччхыюл '

замачивании грунта можно подсчитать по формуле:

~ S$e. Н- "Suit (6)

где ^ -коэффициент проявления яослепросадочной деформации за время первоначального прокачивания на глубину /т^.прини-мае!ый по табл.7

Оставшуюся (последующую) часть послепросадочной деформации можно выразить как S^t* а вРемя протекания ее до наступления стабилизации осадки -Ti,.^ , где • время предварительного замачивания; f -полная продолжнтачь-ность послепросадсчнсго уплотнения массива (сутки), определяемая по формуле: ' м

Т~ (/?Hu,f+B)t (7)

где: Hmt -толща в м. массива, подвергающегося деформации f\, В и И. -параметры, учитывающие различия в условиях проявления деформации в лабораторных условиях ( в'том числе -масштабный эффект). Для сильноиросадоч^ * супесей и суглинков А =3,4) В =26 и И =0,о7 (грунты Вахшской долины • Таджикистана, Влодной Степи, Сев. Кавказа); для слабопро-са-дочных суглинков (Келесский массйв Узбекистана, Молдавия, Юг Украины) А =4,2; В =30 и Ги =0,62; t -длительность компрессионно-фильтрационных испытаний ( t =30-50 суток).

При определении размера просадки по формуле (5) под действием напряжения от собственного веса .грунта (орошаемые массивы, каналы и очень легкие соружения 1-й группы по классификации табл.З) приходится учитывать влияние фермы и ширины зеркала воды в замачизаемом поверхностном источнике на снижение величины просадки са счет .упоминавшихся ранее удерживающих сил сцепления скруяапцого сухого грунта и увлажненного проседающего ,

Опытные замачивания в производственных условиях участков в Таджикистане,Узбекистане,Казахстане п на Сев.Кавказе позволили установить,что при протяженных источника): (канал,тран-□ея) просадки начинаются только при ширине S., зеркала .воды в них,больше минимального размера В( =1,0.. .1,2м, а при компактных е плана (близких к кругу,квадрату)-при =1,5... 2,5м. Ыакслмальиых размеров прссадкч от собственного веса грунта оСР- проявляются соответственно при площади,оолез

Вг^-0,4 Нse и BgV0,7 Нsc . ¿3 названных пределах ширины площадей замачивания просадки изменяются от О до максимальной, подсчитываемой по формуле (5).Характер изменения просадки зависит от вида грунта и его физико-механических характеристик н может быть описан выражением кривой типа косинусоиды (по В.И. Крутову), а по нашим данным-полуэллиптической кривой (для Келесского массива орошения) и прямой линией-для грунтов Большого Ставропольского канала.

С достаточной точностью для практических расчетов можно рекомендовать формулу учета снижения величины просадки в зависимости от ширины замачиваемой площади Вш : „/ __ ртах - В< '

¿¡е.% " Bz-Bi.

Для более точного расчета (например, для несимметричного напряженно-деформационного состояния для каналов на косогорах) нами предложен аналитический прием определения снижения напряжений от собственного веса грунта д (по величина которого затем определяется уменьшенное значение ч?5(, ^

Величину свободных горизонтальных пзре;л^цений USf^грун:а на поверхности (бровки и дамб канала) в зоне разуплотнения (внешней полуаирнье до^ормироааиноЛ зо.1ы) ;с центру пло^ацл замачивания рекомецпузтся определять как горизонталь.iyo составляющую просадки с учетом коэффициента гшизогропич :

где: --угол наклон:, t рертихслл кбшура растекания воды з с.торнн от ее уре^а.

Дня определения рг.алара огр^.н^чекних (сдежипаамых полервч-наГ! лиафрзгчоч эго-ь>л.ся,огнр;«»эу„: coop.;«сл-ii'i) г:р!$эоа?:.яыяг.

.т:'. берл кип да у осору..- ,.-vi i.tio результатам nr-i:.jbbrtjHi-:b!x и '.'еоретни-ск.;,: npoyvfioi-ct ¿опроса

со^-лвлена но:логс^.-и&. ло ней ' а •.•«ыьлс.ос г и от «юотодаеияч 'лигин.-i зер:;чла води в хапапе t imac-vy/-'.!'" • •'•xtiiri

ши-

;i;tfii Ocko о it nopwitiHHOi; зоны p «з:«?ог. ио.<сли:< фраг-

ментов ) orpaMTu.HHUfi ¿/¡еус\?1-:.1".-}Т,'.ьа:с,7 ¡-ак до-

лю sosmmn». сьосод/.ых ror/.:- •лп'ьлы,.-./ ¡тер»». подвчке:!»-

кк по пир. ty-.e i-J). дзишв .лгть и <o.-:.nu ц,<

ywm ецгенэ?^ :юзьjeiitu .^ри .проезд: о е.»;-.>..,,•>.> ци-лл..5 r-iyu--

та на заглубленные части сооружения (т.н..боковой навал). .

2.4. Проектирование ГГС по_совместным деформациям с_проса£ошшми основаниями _(по 1.-й гр£ппе_предельнцх состояний). ' ...

Ранее уже приводились сообрадения и предложены расчетные приемы по определению совместных деформаций ПС и лессовых просадочных оснований как фактора I группы предельных состояний, при. которых основания, а с ними и сооружения теряют свою прочность и устойчивость, в результате чего полностью оказываются непригодными к эксплуатации. С этой точки зрения при проектировании логично добиваться условия,чтобы возможность возникновения просадки в основаниях ГГС была бы полностью иключана, то есть З^^О. Этого можно достичь, не прибегая вовсе к деформационным .расчетам, а лишь с инженерно-геологических позиций устранив каким-либо мероприятием потенциальную способность лессовой толщи основания гидросооружения к проеадочности. Однако такие решения были бы с точки зрения методологии пределышх состояний не экономичными.

'Поэтому еле,дует,очевидно, при проектировании стремиться к тому, чтобы свести просадочные деформации к минимуму и ограничить их размеры, а главное-неравномерность величинами, не опасными для эксплуатации ГГС. Таким образом, главное расчетное условие сводится к назначению таких противопросадочньгх инженерных мероприятий, при которых размер оставшихся воз-колишх деформаций не превышал бы предельных для конкретного сооружения 5и>т'е- УД°глетвоРялс<::ь условие главного расчетного предельного состояния:

5и-5е b-u.se > ^ ^ ¿ц

при обеспечении обязательного общего условия расчзта по Г ЯМ .

„ предельным усрсрнл^м/согласно (рормулы (2> •

= -^е Бил ) -

где: £' и -соответственно значения суммарной и каждой . ¿-го вида ожидаемых деформаций (вертикальные пере\1цения-осадка, просадка, послепросадочная деформация,подъемы-их абсолютные, максимальные,средние значения,подсчитываемые раздельно или в сумме и зависмссти от принятой технологической схемы строительства сооружения и его чувствительности к от-

дзльньгм видам деформаций); Ц^- расчетные горизонтальные перемещения при просадке; ¿'-расчетная относительная деформация (вертикальное взаимное смещение элементов сооружения относительно друг друга , крен сооружения или его отдельного фрагмента "с ".прогиб,перегиб,перекос и т.д.); 5ц , Su.ce (-и -предельные (допустимые) значения соответственно вертикальных, горизонтальных перемещений и относительных деформаций по табл.5.

Обязательная (по требованиям основного нормативного документа ВСП 33-2.2.05-86) таблица о разработана нами по результатам -как расчётов совместных деформаций конструкций ГГС и податливого основания (по теории плит,балок на упругом ос-новании)так и многолетних натурных обследозаний работы и замеров действительных деформаций различных: ГГС, а также обработки литературных и архивных материалов,Она принципиально отличается от аналогичной таблицы (обязательное приложение 2) 6СН 33-2.2.06-8и не только более жесткими критериальными величинами абсолютных деформаций,но и вг/кгам требозг.нием учета относительных деформаций и нормированием их критериальных величин.

Основными рекомендуемыми, инженерными мероприятиями по обеспечения'надежности, и долговременной работы гидросооружений ОС, позволяющим выполнять расчетные условия (10л11), являются: • I.Предотвращение возможности замачивания основания,которое возможно в принципе только для в оде про водящих сооружений.0дн?."о,как показал опыт,это мероприятие uon.no в ¿»»г и-ъ ладь а качестве протинсфилътрацлогиого п тегько после зязер-шения процесса лреаэдкк.так как осноганля н'зчгнямх ГГС .оказываются неизбежно замочепльсн полипной или другой ',тч-ромней влагой, а следователей©»подвергаются проендке.

2. Снижение расчетного давления по подошве сосру «он Р до значения, не поевшчтщего в с гркр^дны:! чи

подоави *р .Исследования однако показали,что при м«,тоа-нении этого условия соопуяения, которые казплось бы не' лолжш испытывать нк^к&ких просадок, гез-таки получи *>•<• ">с.т-рудня'-ещне их нор^чльн.уа эксплуатацию этнеечтелыпз до^о.ла-пин вследствие с .ушест зонного перераспределен/'. и кот'сл^'.-цил н:-.пряжен'.;й ло подосши' в процессе просадки.

3. Применение искусственных ошювш.'яй-п^адварительное

устранен/о лросадочных свойств основания ГГО в пределах всей просадотасй толп;;! (Ssi"0) или только в ее верхней части,если возможная су.лмарная деформация самого искусственного основания с нижней частью массива допустима по условию нормальной эксплуатации сооружения (S^S^-

,4. применение еооружзньй так называемой "противопросадочной" конструкции,а также инвентарных выправляемых,способных воспринимать больше и неравномерные лросадочныз деформации оснований без существенного снижения эксплуатационной пригодности.Такие сооружения не универсальны,ибо рассчитана на абсолютную (равномерную) величину просадки до 30 см, т.е. пригодны только б условиях малопросадочных грунтов. Они более материалов металлоемкие, белее сложны и дороги в изготовлении, как'в заьодск "х, так и в полевых условиях, требуют разработка нового сортаменте изделий и типлзации,повышенного внимания в период ввода в эксплуатацию для рихтовки и восстановления проектного пространственного положения чаете;!.

6. Исиольэаьни?.' свайных и др. тип?, фундаментов з основном для водомрозодящих сооружений, в которых вода перемещается по трусам ¿1 лотк-гам. ;

о. Устройство временных простейлнх сооружений на период проявления основных (просадочных и чс.сти поодепросадочннх) деформации с последующей1 заменой их на капитальные после ста-оглйзацли просадок. 1;р»:мектл'ся по •тсхнико-чконои.-.чоскич со-обр^кепеш при реконструкции Ксшалсч и соор^чениЗ ОС и при необходимости ско^сПшего пзлучеьчя сельхозпродукции до окин-чуш^я строит','льет ад. всей сегч.

7. Кол^льа^ия г I е [. е l it --1 л в т; hi ji^c друпис wevo^or.. Ь лиоолеч- целесообразно соче*-е.'л:-«о устгj-;oTna ге^свлзвыэх'О осп'.э.-цшя

на минимально неоохоп1'.;.г.ч1 глубину (.ипгчмjp, подудб» толщи-HOI''. Z.. .3 ,1, |ЗЫПолн«ннкх jwd'cp;H0CTin»;i гр..осп;.;';цка кот-чована) и зкоио.-адчног' > coo.)j,non.w ра.'оеьь г.; vchcx^yrfuiui с г'ябкш'.л стреми.

Via Осс^рлсс^от^клш: прлпцмпоь обесаеч^ш, ьедахкоотп IVC ьаьбол^е у; ит> грьилпьлми «лшнаы л широг.о яг »г эму. ус; f oii'jj io .ic../cci'i«e;-.t-! -ч ficwjit'» :л. '¿Чямочотидег гтсобин ; ^vc.'ii!" ;,с ",XLI.} I; ;, чере -

ботки и замены грантов) известно немало, однако в гидромелиоративном строительство,как правило, пр^меняютс-! линь несколько: уплотнение грунтов преваригельным закачивакиед, укаткой, поверхностным трамбованием, взрывам л; иерерас'отг.п лессового грунта (так называемый, грунтовые подушки ), а также комбинации отих способов.

С целью облегчения и обоснованного назначения методов устройства искусственных оснований ГТС на просадочкых грунтах проведена систематизация.методов и составлена таблица :сс условий применения и технико-экономических показателей.

Определяющим параметром для выбора метода и технологических способов устройства искусственного основания является расчетная мощность искусственного основания Нц.о» а такжз возможности конкурирующих методов его устройства.

Расчет Нмопо предельным деформациям производится на основе выражения (II) по следующим формулам: ^

; ^иэб^ 5 ил '12)

где: к) -расчетная ожидаемая вертикальная деформация оснога-ния ГГС (отдельного с -го вида или в сумме с другими); ^¡¡.^-избыточная (по отношению к предельной для проектируемого сооружения ) деформация, которая должна быть устранена применением искусственного основания.

Расчет рекомендуется выполнять след'^.^щимоазраостакн;.:,; гра-

* -г

фо-аналитическии способом (см.рис.У.'.

В соотвзтстгин с продьарителько назначенной тзхнслогической схемой возведбнлк сооружения,иодсччтйчгог Боличмь... пстгн-ци?льно везмошмх послойных деформаций л етролт (лоело\ь;„11 суимировениом, но но езьрху вниз, а поосорот - от ¡Ъ'.жкгх Гранин, соответсч-вуюфк деформационных зон к яедолпо 'фьцрполтл/ их рпюры по вертикали под сооружением, сум.7<;л',ул Друг с »¡г . Тогда на уровне подозпы ГГС Судет полная вез моргал с^г'Л.шал деформация сооружение ^ .

Нацдя на птоП суммарной э.|<сре ординату, ра"ону,о ..>ь--нпвлчец'эт отметку,ниже чоторой удов ютпорле/сг условно .сета по фох''!уле (12), м гчгво буду* недопустимее, ил длл сссруления д-'^от^/ацчп.

Дчя погашении массива основанчя е.чан> о л": отмс-г-с..

применяют един из сГд'ссооов устройства искусственного основания или их комбинацию на такую глубину Нп (например мощность дополнительно уплотненного после преварительного замачивания грунта подуи.ки), где удовлетворялось бы условие расчета по деформациям по формуле (12).

Расчет лессовых оснований ГГС по предельным просадочным деформациям з случае эксцентриситета нагрузки или различных по напластованию и просадочности грунтовых условиях (по двум смежным вертикалям под разнесенными расчетными точками сооружения) производится по известным формулам механики грунтов и СНиП.

Однако в Нормах совершенно не учитываются скрытые,случайные, а потому- наиболее опасные относительные просадки сооружений и их частей из-за природной изм^чивости (неоднородности) лессорых массивов оснований по простир'анию. В связи с отим предлагается приём определения длины нбразрезных частей (секций) гидросооружений с использованием предложенного и рассмотренного ранее коэффициента неоднородности лессового грунта .

максимальная длине: JjK конструктивного неразрззного олемен-' та ГГС с изгкбкой жесткостью Ей определяемся по . значениям характеристики жесткости основания С^£> по формуле:

1^2 А

во

-т

С5с0- K„a)(1-f^) , СЗ)

акниыадьнгя длина неразрезпой конструкции определя-етсл из условия обеспечен;!.! надежной работы стыка, допускающего поворот его элементов до определенной предельной величины ¿ц , :>о ч'и^улз: Г —

Ь-т— 2. La

Опт"л.опы:.:.я длмна ¿ . нерп'»резного ал* мента сооружения по условию чадг-жиой его р£.бс:-ы при коригнон* \ г/ случайных проейдыэч (из-за природной чэьч-к'тпети лессовых оснований) мог.ат быт о ьибрлна в преь^лох ¿-д- сг

Я.й. .''^'-'тор^к^с^ь i,'t.'Tí¿''h?ii ££-счeva сг.эместнн г це'ордалий ГуЩ|'2''£Ü3'¿£JuÜ h b^S^Miyf

iL-ac'b lipíui.'i.'ux теорегичес cm: посдлос-илс:", ■•

ботанных по ним инженерных расчетных методов и приемов оп-редетения отдельных параметров, конечных (и во-времени) раз- . меров различного вида вертикальных перемещений ГГС птзоверя- . лась на многих опытных полевых полигонах и производственных участках параллельно с исследованием других вопросов проблемы ГГС оросительных систем на лессовьгх грунтах.

Наиболее ранняя проверка достоверности выдвинутой кафедрой гипотезы деформирования просадсных оснований ГГС проводилась нами в I955-5Ü г.г. на концезом участие подводящего кенала и напорного бассейна Перепадпой ГЭС з 1'аджикистане (рис.Э).

На этом участке было проведено предварительное замачивание (поверхностно^) массива основания з течении 2,5...3 месяцев, а затем возведены из местного лессового грунта дамбы подводящего канала проектного сечения (правая дамба-послойной унат- *• гэй, лезая- методом механизированной отсыпки лесса в воду, который одновременно исследовался нами на этом сб^зкте) .Лос-' ле этого участок оградили с торцов дамбами,постепенно зьгил-нили водой и подчеркивали проектным уровень около одного годе. Затем на 4-х метровой уплотненной угаткой грунтовой подушке .был построен напорный бассейн ГЭС, напряженна по подешвь которого примерно равнялось давлению под дамбами канала ( ? = = 1,3 кг/см2 = 0,13 Llila).

На протяжении всего строительного периода нами ¿елись подробные наблюдения и тщательные замеры послойных деформаций грунтового основания дамб систематической нивелировкой заделанных па разной глубине массива реперов и марок. В эксплуатационный период инструментальные наблюдения продолжала проподить геодезическая служба ЦГГС Тадкикглавэнерго.

Сравнение фактических и расчетных величин вертикальных деформаций в расчетных сечениях основания приведено з табл.7. •

11з материалов таблицы видно,что дчя закончившихся шдез деформаций (на конец опытного замачивания канала,позиции I... 5 табл.7) сходимость расчетных и фактических геличин как ло отдельным вэдаи деформаций,так и общему уплотнению лессового основания можно считать вполне удовлетворительной, гас. хождения не превышают. 10...20,%что находится в пределах точности компрессионных испытаний и расчетов. ^

Следует однако отметить,что во всех случаях прогнозируемые расчетные величины оказались меньше фактических.Такое положение не совсем отвечает надежной сущности методологии предельных состояний. Предпочтительнее, если'бы расхождения между расчетными и действительными (истинными) значениями имели хотя-би и ту же величину погрешности,но с другим знаком (плюс).То есть,чтобы рассчитываемые величины деформаций, превышали действительные,что составило бы определенный запас надежности.

Для выполнения этого условия надежности прогнозируемые величины деформаций должны быть повышены (с учетом перехода через нулевую погрешность) в 1,2...1,4 раза. На подобную (и даже в больших размерах) тенденцию в расхождениях, между расчетными и действительными величинами деформаций указывает как стро"тельная практика,так и многие исследователи про-садочных процессов. Это же учитывают и все нормативные документы, корректируя формульные величины просадок в сторону повышения эмпирическими коэффициентами условий работы.

Проведенное сравнение показало,что рекомендованная методика. расчета деформаций лессовых грунтов в основаниях ГГС в случае компрессионноii_cx.ei.aj сжатия имеет достаточную для инженерной практики достоверность и проста для применения.

Изложенное подтверждает правильность и необходимость на начальных этапах проектирования и изысканий разделять условия совместной работы сооруденпя на расчетные схемы,резко р^ зличаициеся по проявлению деформаций просадочного сжатия оснований (компрессионная, плоская и пространствешая зада- • чи),как ото принято в разработанной нами классификации гидросооружений. .

Проверка достоверности изложенных ранее расчетных'приемов для определения просадки ГГС в случае двух-и трехосного сжатия основания (для нагруженных протяженных и компактных . в плане сооружений с малой шириной подоивы) проводилась

на реальных вводимых в эксплуатацию сетевых ГТС и с помощью • модельных испытаний (штампы с разними соотношениями сторон . и нагрузками) на полесском масснае оро:кения ('(кный Казахстан) с параллельными лабораторными опытами в компрессионных

приборах и стабилонэтрах. Результаты сравнения ьатурных и расчетных деформаций показали,что предложенные нами расчетные приемы и расчет (по H.H. Маслову) по результатам стп-билометричееких испытаний наиболее достоверны (погрешность 5...'¿Zfo). Прием, рекомендуемый ВСН 11-23-75, дает заниженные в 1,2...1,5 раса против фактических значения просадки, а метод СНиП 2.02.01-03 - в" столько же раз завышенные.

Подобные описанным крупномасштабные исследования достоверности предложенных (и получения данных для установления новых) расчетных закономерностей проводились на других специально устроенных полигонах, опытных участках и реальных производственных сооружения. Такие полигоны располагались в Голодной Степи, на Яванском, Оби-Киикском, ДангаринскОм орошаемых массивах и на строительном участке (карьере 2 суглинков) Нурекской. ГЭС в Таджикистане, в Киргизии, на Сев. Кавказе, Юге Украины и в др. регионах. Таким образом,имелась широкая возможность и база для получения и статистической обработки обширных сведений и параметров работы разных гидросооружен.'ий, на различных по просадочности .основаниях. Они послужили материалами для дальнейшего совершенствования методологии проектирования сетевых гидросооружений по предельным деформациям при просадке.

2.6. Применение положений теории_надежнрсти к проектировании гидросоо£ужений оросительных_систем на_просадочных грантах по_совместньм деформациям с основаниями.

По вопросам применения теории надежности к работе "зхни--ческих систем, содержащих большое число элементов (радиоэлектроника, военная и ракетная техника,системы связи, яодо-•проводные и др.'.инженерные сети) существует большое количество работ.

Применение положений теории надежности к сооружениям гидромелиоративных систем было дано Ц.К. i/шрцхулавой в ЮсО-70 г.г. и разрабатывалось сотрудниками его научной школу в ГрузНИИГиМе.' Единичные работы по рассмотрению некоторых вопросов надежности оросительных систем на лессовых просадочиых -грунтах проводили С.Ш. Зюбенко, A.A. Кириллов, С.С. Савмтееь.

Приоритет в разработке теории надежности грунтовых основа-

■ci ■ 40'

ннЯ чдани'-; .и сооружений принадлежит H.H. £рмол.гзву (1973г) В дальнейшем отдельные вопросы надежности оснований развивались ß.A. шхеевы..., А.Л. Ншеначкиным, B.J3. Костюковым, Ь.Ь. Ивецом, Т.Л. Тарасовым и др.

К сожалению,■даже тот вероятностный под!Ъд, который ис--'пользуется в со--з рулонных Нормативных документах для обычных грунтов оснований, в расчетах оснований, сложенных про-садочнши грунтами, не применяется. Хотя скрытый, случайный характер распределения просадочшх своГ'ств вслсдствли пространственной природной i: техногенной изменчивости грунтов, а тькке многообразие трудно учитываомых (¿о многом толе случайных) 'факторов ззашодейстБпя их с гидросооружениями,чаотыео:-. казы и ааарпи ГЮ кз-за просадок логически предопределяют применение) к их п. эектиреввшш 'положений теории надежности.

С этих позиции нами ь начале 70-х годон начата разработка вопросов вероятностного характера распределения и проявления ' просадочности з лессовых- основаниях и учег'апри проектирован™ ГТС ОС (предложение в ¿Ch i 1-23-.'о о применении коэффициента неоднородности к просадочйым основания).! гидросооружений;методика определения неравномерности просадок по площади полив-■ ных карт, строительных площадок сооружений;сослсич1ения карт просгдочности в целях ирригационного строительства; определение оптимальной длины неразрезшх частой сооружений в зависимости ит неоднородности просадок и т.д.).

Ниже краткг излагазтея обобщенная методика назначения оп-тймьдьного метода устройство гидросооружений на лессовых грун-. тех, обеспечивающая их эксплуатационную наде^шос ь, в которой используются основные полол ;ния и отдельные вопросы теории надежности как самих гидросооружений, так и их просадоч-ных оснований. Кр^г применяемых и рассматриваемых здесь теоретических v практических полокс-.кй этой теории' ограничен .вопросами методологии проектирования гидросооружений по сов; местным деформация)с проеадочнь.-м основаниями, как основного расчетного предельного состояния. ■ '• ,

Необходимые показатели надежности получены путем статисти-.че^кой обработки архивных'материалов и технических, фпнэнсо-1 вьце''отчетов, г. других документов проектных,строительных и эк- . сплуатационных водохозяйственных организаций, а также собст- о

венных результатов натурных обследований л оксперчмеитадь--ного изучения работы ГТС ОС, 'расположенных на просадочных грунтах различных упоминавшихся ранее регионов.

Обработка разных частных выборок сведений по более чем 2 тысячам разнообразиях вооружений показала, что основные случаи отказов ГГС вызываются действием следующих причин: ошибками и недостатками прое:ста-12,0'£, нио.шм качеством, заводского изготовления деталей и конструкций - 14,?^, неудовлетворительной эксплуатацией сооружений - 3,3,н^ябчессвеннкм выполнением строительных работ и отступлениями от 'проекта-15,6.?, неравномерными запредельными деформациями сооружений - 37,6;», размывами и совокупностью названных причин -14,о. Наиболее част ой и принципиальной причиной опасных деформаций, и рэзрудения сооружений : зляется отсутствие искусстзеин.лх оснований I i С (10;= из 12,7,о отказов, об'йяск'.дщи-оя ошибками » проектов).

Главный вывод - наблюдается четкая зависимость уровня надежности, интенсивности (частоты) отказов, их последствий для эксплуатационной пригодности, ремонтной стоимости, долговечности ГГС и понесенных сельскохозяйственных ущорбов от ■ степени просадочности грунтов (см. ряс. 10,11). Основной ..о^азэ-тель надежности ГГС ОС- уровень эксплуатационной надг.ыьстл F(tj(вероятность безотказной работы за норлаткз.чый срок t — я 7 лет) оказался довольно низким и в зависимости о^ просадочности составляет величину всего Р^=0,4.. .0,7Ь. ¿.;его,цные непредвиденные затраты на послепрос.адочный ремонт и восстановление сооружений :олькс в первые два года -эксплуатации составляют на сильнопрссадочных грунтах Ш-', на средьепро-.садочних-об'^, на стэбопросадоч!н-рс - 0ЬЛ от общих эксплуатационных затрат, тогда как ьа непроса,лочьт« - всзго-234. lioji-ная не эксплуатационная стоимость ремонтов ГТС, например, на сильнопросадочных-грунтах оказывается в I,t!.. .'¿,0 ризп больше первоначальной стоимости гидросооружения.

Поэтому при назначении - оптимального проектного роасни-1. системы "ГТС-просадочное' основание", сбеспечисающ'-го необходимый уровень надечностп, следует'примет.гь герэяхносгно-окономически; подход. Иовьпение проектной надежности с учетом со эксплуатационного уровня,естественно,ведех-к

увеличению общестроительных затратою зато существенно сникает эксплуатационные затраты на рзмонт ГГС,уменьшает 'и предотвращает п./х ущербы и другой риск от.лросадочных явлений. Наоборот, при снижении(^общестроитеяьные затраты . будут уменьшатся, а эксплуатационные" - растив Поиск оптимального решения, очевидно, еле,дует вести'в пахож-дслии такого варианта устройства гидросооружения на конкретном по проса-.очности основании при установленном уровне проектной надежности,который бы имел минимальные общие (кэпиталь-ные+охсплуатационные) приведенные затраты.

С учетом сказанного, ь обще,',: виде уравнение шгммизации приведенных затрат "3" будет иметь еле,дующий вид

(без учета селвскохозяйстьенных ущербов, прямой учет которых пока.затруднен из-за недостатка данных наблюдений): 3 = 3СтРКпг+&с+3РемКуд)Т„~^^т (15)

где: З^тр -Удельные строительные капитальные вложения (смет-, .нал стоимость, приведенная к принятой единице сравнения - к I га площади, одно сооружение, I п.км* канала и т.д.); 3/>ем~ приведенные эксплуатационные затраты на содержание,текущий . и аварийный ремонт Г1'С; Ззх'с"все °~тальныо приведенные эксплуатационные затраты, исключая Зрем' Ку<>~!{00^ициак- Удорожания ремонтов из-за просадочности оснований, принимаемый по.графл-• ку рис.11; )СПр-коэффициент удорожания чонструктилных решений, зависящий от назначаемого уровня проектной надежности; — нормативный сроп с супаемости капитальных вложений, Т~н = 1/р , где -нормативный коэффициент эффективности капитальных „ влоаений, Е =0,1Ь,'тогда Т^ =6,о7 лет.

Здесь в качестве средства соизмерения капитальных и эксплуатационные затрат используется надежность П'С, которая является функцией проектного и эксплуатационного уровней напел-■ носЛ: и арг^-лентом для вс.5х.э ■-трат.

В соответствии с принципами методологии предельных состоя -

- ' л

ний и теории надежности за меру надежности системы "ГГС-просадочное основание" следует принять не-^настунление предельного состояния, выражающегося неравенством Su ^"Sccop При постоянных (неслучайных) значениях £ и ^сеерсоолк-де- _ ние неравенства гарантирует работу ГТС с вероятность»,равной единице. Однако, учитызая случайный вероятностный характер величин обеих деформаций, являющиеся фуъхциями многих случайных аргументов, соблюдение неравенства означает надежность работы ПС с определенной вероятностью, которая будет показателем надежности.

Для дальнейших вычислений неравенство удобнее выразить через ,5" -величину запаса деформаций:

S — ^и — Scoop^ Q (16)

По содирнанию понятия уровня надежности Р^ сооткозе-» ние (16) для получения количественного выражения р^ при существующем уровне сметных затрат (то есть, стоимости строительства при проектировании ITC по методологии предельно состояний) можно представить как:

^rPp-y^öJ^PCÄ-Sco^^ö] (17)

С целью установления величины P^j в общем случае необходимо знание плотности j^C^) или Фикции F^(^j) распределения величины £ как функции многих случайных агумен-тов,. зависящих как от Sa » так и от <S CQC?

Во избежании математических сложностей и неизбежных, снижающих точность расчетов, упрощений с позиции поставлен. ной оптимизационной задачи дальнейшие выкладки целесообразно производить в зависимости от коэффициента запаса, который довольно просто непосредственно связать с показателем надежности Pq^.Согласно существу вероятностного истолкования надежности,коэффициент запаса (коэффициент надежности)

^H^f fc^l , "Vs)' ПЛц) ^W)

-математические ожидания величин S , 5 а 11 Sc кр '

Опуская дальнейшие промежуточные выкладки,получим формулу для определения Pf'') с учетом K^jij: ■

р =%ф ( ,<!«"4 )1 ■ ' As 1 > -[-

Г01 4 ''Ъ2 кг +ТГ-2 1 J G g-Д 'okri vz

где: (Г) -интеграл вероятностей (функция Лапласса) определяемый для каждого ио оьачений —-^-¡гт^ ; где ttl^, и -соответственно математическое ожидание, среднеквадратичное отклонение и коэффициент вариации деформаций Su и Sco-p í и соответственно ассимет-

ряя и эксцесс величины ^ ; , и %

-соответственно третий и четвертый центральные моменты,вторая и третья производные, определи еше для каждого он&чзния

По пыражени*) (Id) «о.«но определить /^при заданных коэффициентах зггпса и числовых характеристиках 5а и Scoc¡>< . либо усгаьовк-ь треОуемнй Кзмдяи обеспечения. заданного уровня. надежности сооружения и посадочного основания при лаяегт-ньк h £(00р. lio величине ж^ самого /{^довольно легко • определить соответствующие стоимостные показатели принимаемых конструктивных решений. ■ ' Анализ формулы (ló) и рйпвнил по ней показывают,что повышение уровня надежности P(t) наиболее целесообразно получать путем снижения коэффициента вариации величины £ ,т.е.

повелением однородности и лалодеформируемости грунтов. Сказанное предопределяет в качестве протлвопросадочных мероприятий предпочтительное применение искусственных оснований. Перебираемые варианты при их различных запасах деформаций £ легко просчитываются рекомендуемым ранее графо-аналитическим способом.

В качеств*- примера практического применения методики наз- ' начения оптимального решения системы "ГГС-прэсадочное основание" рассматривается 17-кшЮ..!етровый реконструируемый 'хозяйственный лотковый канал оросительной сети '1еренузкк.ского .района Кзыл-Орд;

lhckov: оОластл

(Юг Казахстана).

После предварительного рассмотрения возможных .в конкретных условиях конструктивных решений канала оылл отобраны и л принят к. сравните/юному рассмотрению по условиям оптимизации (15) три конструкций канала из стандартных лотков' соот- с истствснно.на.забивкыхчаселс'зобетонных сваях, на опорэх-стой-кахс на грунтовых подушках и0одна-альтернативная конструкция-,'

0 о

ч

4b.

канала в земляном русле с железобетонной сборной облицовкой по пленке.

На рис.12 по результатам выполненных расчетов для названных четырех вариантов канала построены графики зависимости графиках явно выражен экстремум этой функции,который соответствует для канала на грунтовой подушка (^"=0,92 и min. JnpHB =32,6 тыс.руб. /п.м.(в ценах 1Э65г'. .Пер-' . вая величина будет оптимальным у-роЕИем проектной надежности,которую при расчетах можно принять за нормативный Р^ . Минимум Зприь при нормативном уровне надежности' р^ показывает, что оптимальным из рассмотренных конструктивных решений является систем^ "лотковый канал-грунтовая подушка". .

Это решение и было принято л реализовано проектной и строительной организацией ПС„0 "Кзылордамелиорация" с реальным экономическим эф)сктом 216 руб.на I га орошаемой площади. *

Рассмотренный практический пример реализации методики по выбору оптимального конструктивного решения ITC в конкретных по просадочности условиях показывает,что введение в расчеты по предельным состояниям основных положений теории надежности служит совершенствованию общей методологии проектирования в направлении применения вероятностно-экономических расчетов и в частности-повышению достоверности расчетов сетевых Г1'С ОС на просадочных грунтах..

3. Совершенствование способов_и_разработка техно-логическюс_пииемов_устройства гидросооружении на_П£осадоч-ных грантах.

Ранее уже упоминались предложенные в развитие методбло. ли предельных состояний и:шенерные приемы,связанные с расчетами • совместных деформгций ГГС и просадочных оснований. В настоящем же разделе ввиду ограниченного объема доклада,лишь кратко перечисляются наиболее существенные практические разра-* ботки по результатам исследований.

I. Сформулированы принципы проектирования и требования к конструкциям сетевых гидросооружений, .обеспечивающие их -.м<-сплуатационнуо надежность при работе на сильно-и неравномерно деформирующихся,легко размывающихся лессовых грунтах. В качестве примера практической реализации этих Требозаний

можш привести разработанные конструкции сетевых гидросооружений, оптимально использующих комбинацию устройства по равномерному замаиивани» основания под флютбзтом типового верхнего надфундаментного строения и новых прогрессивных бидоб искусственного основашш и фундаментов глуоокого заложения-эрмлрованньгл грунт, "стена в грунте", грунтонабизные буровые опоры.

2.Предложен (1954г.) и исследован на строительстве подводящего канала Парепадной ГоС способ возведения грунтовых сооружений механизированной отсыпкой лсгсойю грунта в воду (до начала ¿0-х годов превалировала ручная теушлогия-так наоызае.шй "мок; ш узбекский" метод).Определена оптимальная толвдша одновременно отсыпаемогб механизмами слоя, время его консолидации,достигаемая плотность, прочностные.деформацион-кне- п фильтрационные свойства,технологические параметры способа. . ;

Одновременно исследована пригодность использования зтого метода как протизопросадочл^го приёма уплотнения основания возводимого грунтового сооружения замачиванием инфильтрующей-с 1 технологической водой под собственной нагрузкой возводи-'ыой насыпи. •

3.' Рекомендованный 1.5етод предварительного замачивания основания будущего сооружения при равновеликом напряжении от грунтовой насыпи в дальнейшем исследовался на'полигоне в Го- ■

.лодной Степи (1956г.) и показал хороаие технико-экономические качества по сравнений с другими способами. Использован при строительстве Кугультинского дюкера магистрального канала Право-Ёгорлыкской системы (Г?57г.).

• 4. Рекомендован и исследоБан.з Голодной Степи'(19о6г.) 'способ предварительного замачивания черел шурфы. Он позво-. лил сократить с^оки -замачивания на 2. ..2,5 месяца и повысить уплотняеиость массива на 20...30"^. . ■ • ' .

5. Разработаны рекомендации по назначению размеров,времени замачивания и расположения карт предварительного зама- ". члвааия в шахматном порядке (с пропусками), существенно эко-'номдщие объем' дкфицитной для замачивания воды (приняты ГОССТ- °

роем Туркменской ССР и "Л'спользовакЫ на строительстве ооо-

с ' " ' • о * - ' • о

О '

о

синельных- систем Прмсопетдагской эош.х'ЗоОг.) Рекомендаций

по предварительному замачиванию массивов, сложенных крутыми склонами, использованы на строительстве Яванской,Оби-Ки-икской, Дангаринской систем в Таджикистане (1965-1Уй0г.)п береговых ;.римыканиях плотины Никне-Алаарчинск&го водохранилища (1980г.).

о. Сформулированы принципы обеспечения-надежной работы к>р

грунтоъых од одних плотин на силььопросадочшх основаниях. Разработаны рекомендации по подготовке просадо *ных оснований и расчету глубины врезки тела плотины по ее длине й береговых примыканиях, обеспечивающие равномерную деформируемость_ и допредельные просадил ее т^ла. Предложения внедрены на строительства Нижне-Алаарчинской плотины' (15Ь7г.),где сейчас ведутся наблюдения за не.^ряженно-дефоомкрованньщ сесто. :нием этого сооружения. *

7. Разработана 'методика ¡расчета тела грунтовых плотин по трзщиностойкости с оценкой возможности и параметров трещннс-образования по величине предельной относительной деформац :и растяжения грунтового материала. Достоверность методики проверена центробежным крупномасштабным моделированием на центрифуге.

Предложенные инженерные мероприятия по предотвращению и самоэалечивани» трещин в грунтовых плотинах использованы при проектировании плотины гидроузла Хоабикь (Республика Вьетнам), при строительстве Нижке-Алаарчинского водохранилищ! и отсыпке ядра из лессового суглинка плотины Нурекской ГОС.

8. Даны рекомендации по назначению и проектированию 'ко. струк-тившх решений переходов каналов на просадочных грунтах, через понижения в предгорных районах (варианты в грунтовых насыпях,дюкера,акведуки,селедуки). Пшияты и кспользованн проектными организациями системы Ги^-проводхоза (Таджик-. Киргиз-,Южгидроводхоз).

9. Разработана методика расчет^ устойчивого сечения каналов в выемках на косогорах, сложенных просадочмыми грунтами. Вошло в качестве материала при составлении текста соответствующих Нормативов.

10.По разработанной методике и разное зрйАН составлены' карты просадочностн территорий предназначенных для иррига -

циопного освоения,рекокструкц ш оросительной сети,и передан проектным,строительным и эксплуатационным организациям для Голодной Степи (Узбекистан)Делесского и Правобережного Кльш-Ордкнского массива (Казахстан), Яванской, Оби-Киикской, Дангаринской долины (Таджикистан)Г Ирригационная практика подтвердила правильность принятых теоретических предпосылок, хоролук» сходимость прогнозируемых величин с действительными деформациям" и эффективность использования карт на первоначальных отапдх проектирования.

П. В соответствии с рекомендациями по проведению натурных фильтрционных и деформационных исследований о закачиванием опытных котловано.в,отрезков каналов,модельными иепша-' ния;,д1 штампами (при освоении новых просадочных массивов на

характерных участках ОС и строительных площадках.ответствен-■ иых сооружений гу группы пс табл.2) предложены униьерсальы.ю формы и размеры котлованов, а также различные.устройства .по замеру напряженно-деформационного состояния (а.С4 ».-«'• бОООЗзо,

• 66оо21 , 92222у ).

основа выводи..

1.Лрактика ирригационного строительства,а -акже широко взцэдал^-сл в настоящее время- реконструкция оросительных

• систол на лессовых грунтах'показывают,что продолжающиеся из-за просадок частые отказы и да?.;« аварии ПС ОС, провальные деформации и эрозионные разливы орошаемых поле;; -вызывают - о'ольйае технические,экономические и экологические издержки. В этих условиях ооеапечение надежно;'! долпозечной ра-

боты гидросооружений на просадочных 1рунтах представляет собой важную народо-хозяйственную проблему.

2. Кеудовл'творительная рабса ГГС на просадочнцх грунг-тах объясняется резкой природной измен :изооть;л,скрытностью сложения, случайностью распределения, и проявления просадоч-ЦсВС своиств по простиранию и глубине массивов,вероятностным' характером нестационарных внешних воздействий (разнообразие и случайность параметров замачивания,н&гружения) н внутрен- • них ^факторов (изменения и перестройки структуры, напряженно-

• деформированного состояния -д т.п.), а также не до конца поз-наной прироДо-1 взаимодействия систем! "гидросооружение-ппо-

садочное основание" и несовершенством нормативно?, документации в этой отрасли.

Сказанное предопределяет необходимость применения к исследованию и описанию закономерностей совместных просадочных деформаций сетевых ГТС и лессовых грунтов аппарата математической статистики, а для проектирования гидросооружений и :гх просадочных оснований-теории надежности как более прогрессивной методологии проектирования, или на первых порах-хотя бы элементов этой теории в методологии предельных состояний.

3. Использованный вероятностно-статистический подход к оценке лессовых грунтов позволил сфорлулировать основные положения и получить начальные материалы отдельного направления в надежности оснований-надежности просадочных оснований применительно к комплексной проблеме общей надежности гидромелиоративных систем.

Вероятностный подход оказался весьма плодотворьым для решения многих практических задач проблемы повышения надежности ПС ОС, реализация которых другими расчетными приемами затруднительна или невозможна

4. Принятая расчетная модель сжатия лессового грунта при просадке дала возможность описания особенностей механизма деформируемости грунтовых оснований как в природном напряженном состоянии,так и при различных схемах поверхностного наг-ружения от гидросооружений. Это позволило проследить и количественно оценить погрешность начального определения и последующего установления достоверной расчетной характср'-сгики просадочности и точность расчетного прогноза конечной просадки по всей технологической цепочке изыскательско-лроектного .процесса.

о. Проведенные многолетние исследования широкого "Круга вопросов ра-боты ПС на просадочных грунтах дали 20з;;0жнг>сть разработать систему расчетных приемов в направлении совершенствования методики проектирования гидросооружений г.о главному предельному состоянию-го сорместным предельным деформациям ГГС и основания при -лросадке.

Применение/этой методики основных ::ол1,жон>;й теории надежности с использованием полученных параметров лроекчго:» л

эксплуатационной надежности ITC ОС позволили разработать .'" с вероятностно-экономических позиций метод назначения.ол-тимэлы ого реленил системы ГТС-просадочное■•основаниелдля конкретных по просадочнссти условий строительной площадки.

6. Достоверность предложенных расчетных методик и приемов проверена как крупномасштабными полевали -экспериментами, ла-

б оратор) ими и модельным,- исследованиями,так и натурными и статистическими обследованиям'.! работы ГГС на просадочных грунтах различных регионов и наблюдениями за отдельными производственными объектами.

7. Используя, установленные особенности лессовых грунтов как оснований,среды и материала для ПС ОС,предложен комплекс практических инженерных решений (усовершенствованные и новые методики,мероприятия и устройства,технологические способы и приемы) ю возведению различных гидросооружений,каналов, качественных насыпей и плотин.

8. Разработанные расчетные,конструктивные и технологические решения обеспечивают с одной стороны-повышеннум надежность

. ГГС ОС, а с другой-охрану геологической среды; с сохранением оптимальных параметров баланса ресурсного потенциала лессо-ьых массивов и лредотьацеция прогрессирующего развития нежелательных геодинамических процессор-,связанных с просадочнымп явлениями. . '

9. А.олол^стзо результатов исследований внедрено ь произ-- содство с сущестезнг^'л зионсм'.кёским о'йектом,явилось мате-

p:irw.aMH для соста^хенн-; и совершенствования ряде как общесо-■ .эзных.та;: и республиканских нормативных документов в области прозкгпропак'.я С С. на прс-се дочных грунтах, ькл^чепо автором з изданные учебник/ и учебные пособил по дисциплине "Основания и фундаменты" для студентзв гидрз..!слг-;оолгиы-1Ь1х специальностей.

Задачами _131:п:аГ-дих исслецс_в£лиГ:_ЯЕЛЯ^тся:

- pai-витке рассмотренного направления по надежнности про- садочных оснований се : es:,и гччрос^ружекий в коглплексной проОлекз общей кадег^озтл лп^к/.лелчорагаьнив: слсгея; . ' '* - - пакоп.тсн'хз.сист'зиг.тлзгщи;. и оорабст.са статистического чатерлала по начуамос тскягпуным раб ;ты П'С СО ъа проса 1чних грунтах ц сь.->ен;:й о понетенннг с-.«ьс::охоз hjx, а;'0;.лгачо-.1:л>. ? других ущербах пз-зп прссгдлвле-

i5'i.

ниР;

- совершенствование методологии проектирования гидросооружений по предельным состояниям с последовательным расширением применения (для сооружении с чист с зк-люмлческсй ответственностью) положений теории надежности вплоть до перехода целиком к проектированию по наиболее прогрессиеьой

методологии теории надежное-и; технических и

- совершенствование и разработка новых офректившШтехнологически х решений по обеспечению надежной работы и долговечности оросительной сети на просадочных территориях и сохранению оптимального состояния агроэкосистем.

_Основные положения .диссертации опубликованы

в следуюдих работах автора:

I.Возведение дамб канала на прссадочном основании неводом механизированной отсыпки лессового грунта в воду-М:журнал "Гидротехника и мелиорация'-,К), 1958-е.28-33(0,оя.л.). ¡¿.Вопросы проектиоования гидротехнических сооружений на лессовых грунтах-fi: Научные записки foHtiBX,T.XX,I3od,c.l2I-i'k9 (2.п.л.).

3.Исследование уплотнения лессового основания под гидросооружениями . -М :Научные записки' ШШХ, т .XXI11, I JoO, с. 171-If 7 (2п. л.;

4.К вопросу о возведении дамб из лессовых тзосадочных грунтов на просадочных основаниях.-М:На.учные записки ШКЬХ.т.лХП!, I9oO,c.W7-2IO (0,8 п.л.).

6.0 просадочной деформация лессовых грунтов под гидротехническими соор^:;енмямн.-1У1:Мурнал'|Гидротегн1-1ЧЭскоз строительство", ,195Э,с.21-24 (0,5п.-1.).

7.Строительное свойства лессовых грунтов Голодно!! Сгс ;-Та>л-кзнт,Сбошик "Хозяйственное стооитсл^сгво в Голодней огепи . Л1-1 Узб.ССРДйЛ 'Лп.л.),

8.Изучение деформаций гидротехнических еоор-иеьтй н- лссобух ГруНТПХ. А.сЛ''193''4 С П'р/.ООИТСТИМ" 07 СОЗ'.ОрИ'.'ЛЗ 1.Л. Арефь е Л. Г. Ьа л а о в, АА. Кирн л л о б . 0. Н. Мн.: с л -.о в, А. л -»ус;!-;-и.тейн.).

9.Возведение насыпе'-; лессовых гр?/ктов ча просцдочных е?пе-ваниях-Днепропетровс*; Д'руцы совещйн.о: по строительству на лессовых просадочних грунтах, глэТ. с. (С,Ь::.л.)

10.0 методах везаеденал гидоото:-;ннческ;;х носитьча лс-.-есЪл\ грунтах.-Днепропетвовсд:Грудь; совещания по стр^:!т-:'Л.>с^.'у на лессовых просадочных ■ чО.чя.лД

П.Натурная провоза иггоцпк расчета л&ссоиых .1рун-

тов.-1*.Труды совещания по истсгйесчо-гз.иГсс ,Лст-ззм ст./ъ:; ло-род, и методов их >;оуч-:11.;я,гЛ11,аГУ,иб<: )

i2.fi вопросу выбора способа укчядка'Лиссовог^ суглльге. х и ко

плотины Нудекской ГЭС:м.Доклады совещания по высоким плотинам в ¿ОДК'ьО в декабре I9oI,Iyt>2 (0,5п.л.). 13.Грунты и породы для земляных ирригационных сооружений.-i, Научные доклады 'iCXA,i962, (0,on.л.

14'.лаборатошые исследования просадочности при больших давлениях лессового суглинка ядра плотины Нурекской ГЭС.-^Научные доклады ТСХА,19о2. (0,2эл.л.).

1ё.Гидротехнические сооружения на оросительных системах в лессовых' просадочкых гзунтах(в соавторстве, A.A.Кириллов)-и1:Сель-хозиздат,1ЬбЗ-^.74с,(объем 14,In.-л.),автором написана il-ая часть

16.л- вопоосу расчета величины просадки оснований из лессовых гручгов.-^Доклады ТСХА.Гидротехника и мелиорация, вып.67, ЬоЗ (1,0п.л.).

17.Проектирование оснований и фундаментов гидромелиоративных соооужений.Учебное пособие для гидромелиоративных ¿УЗов-ü: "Колос", К67,с.223(об'ем 14,3п.л.).

18.Определение расчетных величин деформаций лессовых грунтов по компрессионным испытаниям-!«!.Материалы научной конференции МП/М,1йо7,(0,Ьп.л.).

19.Ü методах прогноза деформаций гидросооружений на лессовых грунтах.. Сборник "аолросы строительства гидротехнических соо-. руженлй на проолдочных грунтах.-Ьаку,1969 Ш,4п.л.).

¿0.¿опросы повь-иения достоверности прогнозов инженерно-геологических процесссв на орошаемых системах в лессовых просадоч-hltx гостах.-Минск. .Материалы межведомственного созещания по мелиоративной геологии и инженерной геологии,вылЛ II (QI П.л.)

21.'Пути совершенствования расчетов деформаций сооружений на лесосвых грунтах.-ni:ilHKa:iepiiiiie изыскания в строительстве. ,сб. 4(12).цйтр.институт научной информации по.строительстьу и арх. Госстроя .,1974 (0,йп.л.).'

22.йопросы уточнения з СКиП расчета величины просадочкых деформаций.-¡/i. лнж?нерные изыскания в строительстве.центр.ин-т казной информации по строит.-и арх. Госстроя-, сб. 2(17) ,I97j(0,öroi)

23.Ъедоглстаенные указания по проектированию оросительных' систем на просадочных грунтах.-1«кБСН-4-00.Минмелиоводхоз СССР,

J 96о (в соаот.)

24.Рекомендации по проведению 'инж.-геологических изысканий в районах распространения лессовых и лессовидных грунтов (в соав} ы,Дсоизв.и научнс-исслед.ин-т по инж.изысканиям в строительстве, ISod (4п.л.)

2Ь.Здания Г.ЗС. Учебное пособие для дипломного проектирования . (з сргзт. с Ювмаковык üji. )-У:А1ы,1976 (Зп.л.).

20.Подсчет величины деформации поверхности и объемов илани-. ровэк сроач»екых полей на просадочных массивах (в соавт. с Комиловым 0. )-М. .Труды Жи,т.43,197о(0,йп.л.)..

■27.Учет при определении просадки ирригационных сооружений' сложного нааряженно-де-'ормишзс.шого состояния лессовых грунтов под. местной нагрузкой Да соазт .с иалиеоым ы.л.).-Ü.Tpy-ды ¿¡Гл:а,Глдротехнлчес-л:е сооэу>кенля,т.э0,1Э7с(0,Ьп.л.). 2d.Классификация гидросооружений оросителыых систем на лес-совь1х грунтах по характеру их взаимодействие с просадочными основаниями (соавт. Дохни а.А.Труды ШШ,г.62,1э79(0,6пл) 29.Пути соасраенствсзсккя прогнозирования просадочных и после-лрссьдочных дефоомаций лессовьх грунтов в мелиоративном стоо-итель^ье.-лик:"Основания;фундаменты и механика гоунтоз",;Й, i'9'jO \соавт.&Балев A.C.).

30.Определение при полевых изысканиях закономерностей, и расчетных показателей лросадочности при проектировании различных элементов ооосительных систем на лессовых территориях.-Самарканд,В'Нп."Проблемы лессовых 'тород в сейсмических районах "Фан ,19Ь0(0,4п.л;).

31.Основания и фундаменты.Учебник для ВУЗов гидромелиоративных специальностей (соавт. А.М. Силкин).-М."Колос",1981 с..3о0 <19,4п.л.;.

32.Инструкция по проектированию и строительству оросительных .систем на лессовых просадочных грлитах Прякопетдагской зоны

IVpKM.CCP. PCH-I-üI-Аахабад:Госстрой Турки.ССР,1981 (в соавт).

33.Рекомендации по инж.мероприятиям уплотнения массива просадочных грунтов на орошаемых землях.-Ашхабад.Главкарркумводстрой Гуркм.ССР,1982 (в соавт.).

34.Исслед05аиие напряженно-деформированного состояния лесссзых просадочных оснований сооружений.Сборник научных трудов М1Ш Гидротехнические сооружения,основания и фундаменты',инженерные конструкции.-М:1982 {с&з:. Засов C.B.)c.do-44 (0,5п.л.' ЗЬ.Зксперигзнтальные исследования работы трубчатого водовы- „ пуска на оскусственном основании,устроенном газоврывным спосо-бом.Сб. научных трудов М1Ш.Конструкции и основания пейоративных сооружений (соавг. Кириллова Т.Н.)-М:,1982,с.99-1Оо ■ (0,оп.л.).

36.Проектирование оснований и Фундаментов сооружений гидромелиоративных систем. Учебное пособие для студентов гидромелиоративных специальностей.Изд. 11-ое-М:"Колос .l&cö-^lc.(15,8н.л.). ■37.Строительные материалы и работы.Учебннк для гидсомелиора-тивных техникумов (в соавт.) ,-М:Стройиздат,19о6-431с. (24,'хл.л ). ЗЬ.Исследования работы элементов гидротехнических соооужсний оросительных систем на просадочных грунтах.Сб.паучных'трудов МШИ. Совместная работа грунтовых оснований с конструкциями гидротехнических сооружений (совм. с Засовым С.В. ).-i.l:, I9B5, c.2D...34 (1.п.л.)

39.Исследование совместных деформаций капало;-.,сетевых гидросооружений и их просадочных оснований на 11-й очереди Терско-Кумской обводнителыю-оросительной системы (ТКООС) на Сев.Кавказе (соавт. Ковалев A.C.).Сб.научных трудов Ш.Ш. Совместная работа грунтовых оснований и засыпок с конструкциями гидротехнических сооружений.-М-1985,с.136-146 (1,0 п.л.).

40. Мелиоративные системы и сооружения.Оросительные системы на 'просадочных грунтах.ВСН 33-2.2'.Co-8ö. Минмелиозодхоз СССР-М.Союзгипроводхоз,1980-63су4,5 п.л.).

41.Основания и фундаменты.Изд.11-е.Учебник для мелиоративных ВУЗов (соавт.Силкин А.М. >,-ai:Агропромиздат,Иь7 -с.38о( 19,2пл).

42.Проектирование гидросооружений оросительных систем на про-.садочнск грунтах. -Ы:ВО Агр'опрс...изд-.т, I9ob-c. 223 (1о,Оп.л.).

43.К вопросу оптимизации методов устшйства гидоотехнических сооружений на просадочных грантах. Сб~.научных трудов ЛПИ. Исследование гидротехнических"и водохозяйственных комплексов

Vсоавт. Тауипбаев С."1. |9Бс(0,8л.л. )с,№i.. .91. 44.Особенности напряженно-деформационного состояния просадочных оснований гидросооружении.Сб.научьых трудов ¡¿П£1.Исследование гидротехнических и водохозяйственных комплексов.-М, 19Ь8, с.80...84 (0,эп.л.).

Проектирование искусственны/ оснований сетег"1х гидр зсоору°.е-ний на просадочных грунтах.Сб.научных тоудов ;<1ГХ1.Статика и динамика сооружений (соавт.Гауипбаев Ci').^u,I930 с.107-ПЬ(1.п.л.:)

4о.К вопросу проектирования гидросооружений оросительных систем на пэосадочных грунтах по предельным деформациям.Тезисы докладов научной конференции ьЛ.1Л.-Ы:1991(0,1п.л.) 47.Влияние просадочности оснований гидросоор^окзний оросительных систем на их эксплуатационную надежность (соавт.Таупйа-ев СГ) Тезисы докладов научной конференции .¿ГаМ.-Й.'19Эа ■ ^.Особенности фильтрационного расчета посадочных оснований гидросооружений*(соавт.Кубьлов ¿¡.Т."1 Тезисы докладов научных'конференций йЛй.-.199Т.

4У.0 применении положений теории надёжности к проектированию гидросооружений оросительных ..лстем на лессоьых просадочных грунтах (с^еГг.Таулпбаев ОТ) Сб. "Научные исследования,проектирование мелиоративных и водохозяйственных об ьекгов",¿7,1£НЭД ипнзодхоза

50 Обеспечение надежное:;: типовых вооружений оросителььоХ сети в просадочных щитах.-йгЗНйкТдйагшпрои»."йехаьизацая с/х производства".Агромелиорация. ,Л4,Г;-52,с.7.

Г'пВа

0.07

о.о4 с.оъ олг 0 01 0

г>

ОМ >.п 0.0} 0.04 0.И5 Мб 00? о.а о.оз лю

Рис.3. Затмсимпсть спп/*:тавд-:;н;;я сдгпгу '( лессового гпунтя ог елк-чиопи v/ ,гят>. г?/.\ и гас-лоиьаюп'" "

пдппгаениК.

А

г, а»

Рис.4 ^икальные^е.; (слева от оси капала) и горизонтальные

!: кон^п1^^ш^ЗМЙХ01. г?унта "Ри> иросадкэ: I-действительный , контур начальной стадии- увлажнгчия;и-измчнеишз г"гницы на-

\ жированной, боковой зоны ¿4й пои увеличении глубины промачи-

толчиК« ;П1-Йсчетипй контур увда-

------------1----» конт

уп"^"?;^™01''1 к вертикали; УТ-нросадочлью т

•суммарные эпкры послойных £

Л

ретины;■

t,4

ISO wo

Рис. 5. NС\смы увлажнения '.к нов.Лшн и р.мзнтнм лофирмлшй ip;. пта под железобетонным открчтым быстротоком:

а — в начальным перчил чАта/мич-ия. 6 - расч< и тч exe1.::: раги-гы 6. строгока н лериод. в — .".'(льнешпее развитие w-.ia/кнеиия ч деформаций I апфры и чр\>*к..\ проездк;1 на 1 0(>-е сут. c:.i): е— расчетная схема (как пример н::п'"дашч сочетании воздействий) на э от момент времени; ! — коитур увлажнении; J -- просадоч ые полости в контактной области под сооружением (размеры И -i *

Gtp, W S,t MK

ma

Rue.6, Изменение во времени вертикальной деформации (просадка) .s. влажности х' и вертикального напряжения п„, в слое '.25...150 см под подошвой штампа п.-'ицадью Л = 1,0 м' и р — = 0.1 МПа:

Ni просадка енльнопросалоччого грунта участка Каног.ского распределите.ih Большою Ставропольем»:■> капала (/J ,—0,52: ~ -= ¡>.0'-). — it.l^e — просадка слабо-поосадочиого гр\нта участка Роставаиов-ско: распредслиг-мн Большого Сгавро польского капала 0.45. о1 = 0.10.'

= 0.1«)

С

'—^ р, мпа

0,95 о,го

7\гг/Ь(при1/Ь--1)

Р.к\7» Графики распределения напряжений по нертнклли под центром фундамента в увлажняемом лессопо.»} основании, подсчитанных: ; ; -- по модели линейно-деформируемого основании; 1> - как для двухслойного основания с перемещающимся вниз фронтом увлажнения; 3 — по модели двухслойного основания (огибающая); 4 —замеренных после окончания замачивания; 5 — замеренных в процессе замачивания; б-л® гредлзг^вмом* методу

Рис. 2. Графоаналитический расчет для назначения метода устройства искусственного основания:

а — эпюры напряжений. / --природного давления гр>нта естественной влажности а..й: •) — от собственного веса замачиваемого грунта; «7 — от при грузки н капиллярного давления; 4 — дополнительного давления от сооружения о.л (исходное напряженное состояние); 5— начального просадочного давления; 6 —вспомогательная 0.1 о.ч, — для определения мощности сжимаемой толщи Нх\ 7 — суммарная при просадке; ВС — нижняя граница сжимаемой толщи: В - нижняя граница просадочной толщи; б — эпюры деформаций: 8 — осадки У — при предварительном замачивании 5,,.,; 10— сл просадки от нагрузки сооружения ¿\/г; // — послепросадочной деформации 12 —

уплотнения нижних слоев яи

СП

ьо.

ХГго,„ Лгечение

Рис.9. Опытный участок на подводящем канал« (иапсоном бассейна) Перспад-ной РХ (Таджикистан). и-план;б-поперечн.ч'" разрез канала; ¿-начальное положение искрой депр?ссни;2-пз0лин.<1и равных »лажносте!*;З-ко!шчное положение кри поИ ................ ..... ............. .............- — ■" -------- -----

поп деппессии;4-гаечетная крпноя дгпрессии;а-гпаг«к осадки основания дамб канала (напорного бассейна) с :.:омемта начала циклов;«-уплотнение пассива пред'аЪ'Угелььым замачиванием;2-позво';ени8 дамб опытного уча- гкп:3-эг»;¡г.чйьаиио опышегэ учас: .<» канала ;4-строчтель-ч гьо здания Г\Х вц... огыгногэ участка / строй^тво нчпог-ного бас-С'.>й!1а;о~г?/.(:плу.'.т-1Ция «нала и РХ;глубинные оси м;ь-поибох-

11П'*

ГН.'.ЛП-ии.;;; 7ИПС ,[■]].. ,

' чкт.; 5-ло-к.' чикш.-; 1 .о '»••

- сс.

Pii2.Il.. Зависююсгь' ;>"чп';:.г

'по о::ю1'1Г;ш;;о к нспросаДо''!«*' р;>уи':';.:.м5 И^ ГТС и каналов от прое^поиносм 'основания: Г-трус'чат^ сооружения; Й-сгкрт.-о ГТС; З-г.яналр в земляном русле ^-кянпл! ■ ж/1 V ботонш'х ч*лииотзка:<; Ь-л'отковге канал-:; б- ПТГ]

.у, на искусственны;: основаниях.

.Рис.12, Выбор оптимальной конструкции системы "гидросоору-о женио-просадопное.основание"(на примере реконструируемого ютко-' вогокяналд оросит.системы Теронезекского.р-на.Кзыл-Ордс -.скоп обл.) .-л.-ч-ковы' канал на спорах;2-лотг-о^-г' канал на сваях;^-канал в лгу.лгн:;:.: русл? с ж/б о6ллцсбко!!;4-лог:совый канал ни груч'.товых по-

Таблица I

¿(лассиЬикация лес озых грунтов по просаДОЧНОСТИ

Тип Грун- !Кате-

товых ус- ¡гория лой по

СНш! '

'паи.мено- ! Начальное' Относительная просадка с^

зание грунто:

¡трСсадочнАе?I_ давление |

| 0,1

зе

давлении

0,2

0,3

! °'4 !

!Просадка !при при-! родно:.! !давлении,

Слаоолоо- ^ 'л, I садочные

0,01...

и,их.. 0,01..

0,01.

0,ОЗ.. '0,05

0.02..

0,04

и,04...

_0л0о___

о...10»

II

2. 3

ссо д,непро- 0,1... 0,01о... 0,02... ■ О,ОС... 0,0о., еад'ь-шы- 0,^5 • 0,03 0,Со " 0,07 0,0с

с /ль но П 00-

->0,СЗ >0,013 >0,07 >0,10

16..,Ь0 > 60

Значение хо^ффициекюз К с для определенна расчетного зн.-.ченин Таблица 3 (при относительной ;.:о,.чпооти сжимаемой толщи В/ис й откодгния стооон подошвы сооружения ^/в) ' " -

' Б и ды лессовых грунтов

ГКозф;щиент псл-речной

! _3 ёт^Ш'х^!'11--^-—_________________

Гмалозла:~ш^-Твод5насьщен-Тпри~осадке !грунт -1 шйГ*^,0,ь ! ? С п Т ! 6 ! грунта

! Коэффициент условий расоты ко.~:п

лого

яомпрессл.лн ели :иое нагряменно-дерорки-

пая о .".дача 'рованное состояние__*_____

2, Тглоская" За-~Тпрсстранствен--

__________0д2о_______0л3с__,___________________1_. __________1_.30_

'Суглинки _________0^30________0Л40_________________I_________I .Зо_

Глины , 0,35 0,42' 1,60 1 1,44

Систсла'Л.зацня гидросооружений оросительных систем по характеру воздействия их Hi основание.

Таблица 2

Группа сооруке-! Тип н;':й .ю н* грузке* сооружения н£ основание :!

Г

!

i

•'

'Среднее давле-!Соотноаеняе ! Условия ска- !Расчетная схе-!нйе по подош- Jс-орон в плане!тип при про- сжатия !ае р ,¡'«ífk ! .схема !садке

________________1__'________

! " 3 ! , 4 ! - о ! б

!

I-очень легкие Прр#зды,регуля- лч^

торы,быстротоки, 4гм'ní^'ó каналы,в зыемке- u)Ud</< и получаскпи на . расход - b.vr/c, ■ трубчатая,лот-° ; ковая (на грун-cí .те) сеть,мягкие

с о о руления._________• _

se

плоская задача . ß

Не

,<ü"Hse

i-легкие о

Повороты я водо- • пчп -1 выпуски ло.новой г->гке—

сети.псчэезды-; =0,05___

регуляторы,бЫстро- 0,10 токи,каналы в поду-

• касщпи., насади на иасхоц b м°/с.

>

плоская

адгча

Ш-средне- Упоры лот^и^мос-нагруд^ные тов",акведуков,на- 0,10..

сосные станции . 0,2 водопровод .{(ого и

_____ _ _ _камеоного_тлпов^_

ГУрГякелые" Насосные станции . * блочного-типа,ба- р> 0,2 о шенкые водозаборы, •

• ■ насыпи,плотины

Компрессия,учет удернизающег'0 влияния сухого грунта. .

В>2Нс 1 Bj>0,VH5f> ко

В<к И se 1с боковым сиэтя-

мпрессия

з,

пространственная г ада-.а ,,

В <2 Не В>0,ьН

■' со '

Sí

с боковым сжатием

N<3,

пространственная задача

se

Компрессия,учет выемки котлована

ТаблицаЧ-

Значения коэффициента в формуло (Ы

Даление по по- ! Ширина подоивы сооружения В дсшве С0к.руме- !--------------------------------------

ння^ Р 111113 ! >> I ! 3 ! >

до. 0,1 .1 1,0 1,0

0,1...0,2 I, ,3 V 1,0 1.0

более 0,2 т Л с ,3 г-1 1\! 1,0

¿"аолииа 6

Значения ■соэф;'..цЛенга ,учпш»а;ивдго с о см.-; строй проявление просадки и поелецрэсьдочкого уплот-

нения при намачивании массива лгссовы:;. грун-

тов.

НаименоьаниеМ1рдзолзительюсть__замзчиваьия, аес,___

Грунтов_____I___1_ ___3__1_ .10

Сильно- и ссе- г

ныГс^песи'и 0,26. 0,40 0,6а 0,си 0,а 0,9

суглинки

Слаиопроса-

.дсчгао суг- ' 0,1о 0,2о 0,** 0,6 0,6 0,7

линкн

ь'родельные деформация ор",:'.ен..и на оросительных

просадочных системах. -

оснований гидросо-

блица о

'Г

Н& л:.-, ¿н о ва ••> л э со о руженлй

Т Средпяя

,!(в скобках-макси- ! Оноои-рттьнче -!мальчая£и.т«*. )см! и.носильные .

41у;.-.;гооа.лив&юдие, сопрягающие, регулирующк г, водо-дил.-.тельмыз,водовыпускные и другие типовые конструкции • '

, акведуки, мосты Насосные станции на ооосктеяъной сети: . блочного и камерного- типа водопроводного типа л1-!калы в к/о лотка;;

Трубопроводы закрытых оросит, систем: • асбестоцемел тные, железобетонные ;стгйльнь"е из по'лимзоных материалов Каналы в земляном русле:

о оОл.'ловкой монолитнш Со -'-.'Ном, железобетоном или -¿01езобетоннымл плитами о оолицовкоГ. асфальтобетоном,бетонопле-н0чк1и.. композициями

с экранами из рулопых и пленочных материалов с за'дит-ньыи'покрытиями . . 3«..!ляные сооружения:

водэпрозодящие,(дамбы) - зодопофторные (пло.гины) высотой до 2о м • временные сооружения •

иАиййЯлШь.- ".Для сооружений,специально приспособленных к. восприятий больших и неравномерных деформаций (протиЕопрос.'.дочной конструкции) .значения предельных деформаций принимают -по соотЕет- ' стзу.^им проектам. 2. при необходимости обеспечения проектных от.оток для .командования орошаемыми пло^г.дями, гидравлических требован)!/ (уклон,наполнение,р&од) »технических связей и надежной расоты об-рудования (затворь',агрегаты л др.) предельные значения деформаций оснований сооружена.'. следует.ограничивать с/учетом упомянутых соображений.3.Допускается принимать предельны? значения деформаций основания|отличные от указанных в тайл. на основании оОобцения опыта пооектлро-^ан ш,строительства жсплуегации отдельных видов сооружений.

.просадка послепро-садочная смещение .^■Эи. крен ¿к.

(10) 20 3 0,005

1Ь 3 0,007

■ Ъ г. ('20) . 3 0,002

10 (20) 3 0,005

'-з Ь 3 0,007

' (15) 20 . _ 0,003

(40) 40 ' - 0,02

'О' 10 . 3 0,005

1о ' : 20 0 0,00Ь .. с.

(40) . 40 7" 0,01 -

25 ' __ 0,0йо

(20Г 30 0,002 о '

при любых -величинах до .рормациЛ