автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Устойчивость земляных сооружений, армированных гибкими и жесткими элементами

з wofl

На правах рукогсхзі

МАДО AEAFHХАРУНА

усшйгп5гость земляных оосружешій, лрмйгойанных

ГИБКИМИ И ЖЕСШШИ ЭЛЕМЖГАМИ

сязвіальлгзсіь: 0523.02 - Оаяжиш и Фуа'смдпи

АВТОРЕФЕРАТ

диссергащ ш на ссчкзсгпй уча юГі ста гам кащздзгатеамческих нзук

Рссгоо - на-Деот -1993

Работа выполнена в Кубанском государственном аграрном университете нз кафедре основании и фундаментов.

научный руководитель: Академик международной Академик наук высшей

Официальные оппоненты: профессор, доктор технических наук, академик МАНЭБ, академик РАВН Волосухин В.А.

Защита состоится ” 15 " 12 1998 г. на заседании специализированного Совета К.063.64.07 при Ростовском государственном строительном университете по адресу, 344022, г. Ростов - на Дону ул. Социалистическая, 162, ауд. 232

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного строительного университета.

Автореферат разослан 15-11- 1998 г.

школы, Доктор геолого- минералогических наук, заслуженный строитель России и Кубани профессор К.Ш. Шааунц

Кандидат технических наук, доцент Галашев Ю.В.

Ведущая организация: "Краймеливодхоз”.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРйСПЕСЛ РАБОТЫ.

Лглуагагастъ тзял Всезегаззе зшляных гкфотаззгкхая а>сру:яа!ий галнегея нжуцзюй !«ссбздгааззстьга> спрэдзгзсвдй р.тскпк жсеГхпзя ресиуйЕжя Нигер.

Проект шжедэжя пдаплгы Китаяскя в респу&Егхи 1Ъпхр та р. Нигер очень жтуяяеи дет спрскы пвсхпльгу сн (зудят 1?.зяъ огромное жзчзян, в оалязом, в сеггга волхзв&кяшя, щ^рабсяскн зкерпет и мелиорации. Про&тгмы зхдаомгзюго строительства гожптагл моязю рашга. путем армнровкия груша, гогсрое псгсхеегт:

• псиысшь устойчивость гдчггааых сооружаам,

® увь'Егят. круп пну отказов юалпи! я бысяок,

• ссйфагжьурсзшь^ткгячеассгоун^рбзклэдшзйззрязйзяягпгзосфчй! н апужЕяия пшш) земля.

Досгазклвсм таких кшжлрулзш яалнется га гржцнгкишш простота, лгпссгь вазпедяом зз счет испсмьзоззвв местных мотрппся» скяашелмю снижение стоимости стрсшельствз. Экономический факщр с? к; п. вгггн, поасшьзсу щ за шажой стоимости, несмотря на выпштенные падготоетгепыаю работы, платит ггэга ве пострсеа

Опыт Росашасого и згрубсянат) стрсмгельспа гкзгоыкет, что эффективность армогрутпсиых насыпей га 25-60% зазатг от грявпых кгеял^хшитк решав й О высшш зффесшиюсти примакзшя арм р^тггоиых ияхлрухщй адщгтельствуст тот фахг, 'гго объем иятловпзмя аштепическ,к полимерных мзгерких», ш сриякико с 1970, года.! вырос в 100 раз и в гасгояшзг срсмя соспялгэт бота 500 мнллиякв м3 з год кз которых 70% испогазуется при стрсететсте ззстшык оазрукишй.

Цель н х«зт"1 ьзелвдюяззд Цглыо ддаярпааюгаюй ргбогсы яалгггся ра^рсботка протрессннюй шютрукции, метода рзсчёга и технологии всозгдащя грюфокзюых

Н2ШГКЙ.

Дгш достижения этой цгли необходимо было рашпь спгцухше задай:

1. Просгшияфокпь сушгспзугаише конструкций и \етоди рэсйга грлзгроиэгных (исыпей, и рыяипь 15фешэаше проблемы.

2. Сформуяироэзть сбшж идаиы и г^яашпы совершенствования шхлрухшш и технологии строительства г^мирсзачных насыпей.

3. Иссвдсхшь '.ккиггл разрушения ;$м!рокапк)й насыпи.

4. Разработал. методику расчёта, и критерии оценки оттаольносш различных схем грмирсеэшякзшш.

5. Рп^]пбошь1кгагэффекпшшекжт]5тсщиитетшш1ястрштатзстЕа1Е!сыш'|, армированных пйсими и жесткими злеглапзми.

Объссг 1кс/юзога1яа;.Арпофок9П1ые земляные насыпа

Предает 1ЯЗЖ5тазгаг2г_Устой,!игостъ слкоооз грмированных гаялнн.

Моодапспгессяа саяжз и ютвдга ихзнгвдовйгвта;

Исследование базируется га комгшешюм, методе, вкпютяощем анаша современных предстзапений об армфосэнии гр>тпа и Суг1ют'гг>иадк стхххюах уттения

ошш, зкакримшташкзм вкзадхаиии цхдагашых кагтруией б шстагазюа заргужаагм лотки, нсокдавзнии углийчивоеш мицггкй сягассв затаьгх ииздои сетевом фнзичэаяят) модегарзвэыя, чиетехм ягавое капргггодо-

да|гр,&5Хсгв2!зго ссстаяшз' (НДС) грутсЕък сооружа&зй с и без г^зодревгзтя, расчётах >С1ойчтххли с гршшш ьетогда ьегсгнюа трутов и магззел отжиг юй

СргДЫ.

Егф^гк&на&тарзблы Заключается втом,что:

1. Разработай ужк^ртаклзаезгитза мэтщдига гзопша устойчивости засшязго оосрухигн, ерр-йфоза&юп) гибкими и жгегмйи зшнш) , ш оаюог сошфа^хвайжйщзсфсама чгетегЕЮторзстаа мгтвды кзяг-е £ых зтайгпов,

2. Рдзре&лгш метэдягз агтштлшого рестрдаашя геаюстшя по высоте землисто соарухива, обеспечкЕЗоцся шжшзшгюг даюшааЕяииг еоздхзиоск» мап^алз;

3. Пръеги а теория армюго эффекта для улгнешкзшя огтг/илыюго рсосгакжси жзспак^вс^кивкатанапшв тексосружгнда.

Прггян'кааа генносп» дасссршданыш роботы згхтшчаегся в там, что:

I. Вироботаты, эффективные ыактрукцкй и тоашагни строительства арс-лфсзагзйа насьдкй, позволяющие энономнэ рззюожль геокюшш расгфедатля его по шахе сооруэшиа.

2 Результаты проседав к иссвдокжшй даог квмозаюегь шццрщь в практику гроекшреяашет бапге тсгй.ый и обосновашьй расчёт армированных касыткй, (кшрукхдакя ка мгэдунзрещдан оацврпюй кзгтознке.

Лнчаьй вклад гэтера оостатт в разрвбелнг эффсктивкой наклрукшш армираввшых насыпей, сочетающей примгнЕниг шбкнх и жалких гаментов

* эхгЕ^зйсзггальлых ихладевзтиак сетей роботы щжтрааэпюй юсыгш по

прсдазаагзй млодакг

* ЖСПЕр№53ШШЬКЫХ ИОСЯЭДЗВЗЗДЯХ УСТОЙЧИВОСТИ ошххю под воззэюпнжм рзелрагетзшой нагрузки ка осноа юй шюаддке.

* идаззджавш НДС армирежвшых нашлей с помощью МКЭ на базе грограммы С05МШМ.

Стенав, резлЁПэдят каучгилх разргбсггес. Результат иослздо&зтй служа? оа ювэй для разработки рскомзишин по прнмакшао флфовашн гибкими и жесткими тиленга® с цзпю повышения устойчивости ошххю ккыпей.

Па кздпу шюезгпзп

1. Ашрпм шшиза устойчивости фшфсшонного нзмтвпныш материалами эасшюго ооорузнзшя

2. Результаты лабораторного и чкакэюопо модгпировшвм работы земляного сооружения, Ермирсватзюго гибкие»! эпайапзми в разных частях, а также сочетанием гибких и жестких 'лг (сма пхю;

3. Режпйацвдшгюраэйсщашюжалшкцжшр^кжихатемапс®.

Ах?рйЬ1К”3 {кзаш: Д] кссрпзэгя быта заслушан и получила одофе;ши щ кгф^^я сютзпеиии и ф>1ЦЕ?.»пта Кубакзюго госугсрстазскго яр^яето упнгерсигета, га обнулит семгзср мезсцу гафгпрзмя “сисгаад гзтшзвснрсзхзгхзо проаотрсестч обьааш сфсгптастаз н фуняле»гтсстрс^зк”, дахркзрепсгасго госулзрстйяз ;сго те^?Ехзигоу?пакрсттгга, гагетярие! геологии сзкгхжни и фу1И5Жещсз, Гестппагго госу/ерякзвюго арсшеяыкго университета, и пгфеп^ы оаюнзши и фущга.;зпсв ЬЬэакрккххш пхужрспвпюй мелиорзгкписй акдземпи.

пубягааэз!:1 Но гагерязпам дкхгргазм стгагй в гечзгь 3 работа, 1 зпта га яэофякяв.

Сгдопурэ и объём ра&пъс Дюосртаса состоит га шеаавы, гши пей, еыэоося и грггхагнкн. О&ний с£яял работ 182 сгр, 6 таблиц 56 ркутягзп, сгвжок лзгтерзтуры содвркят 72 осзетжих н 53 зздбеясных кстшдагксз (всего 125 нгшггюзагшз).

ШДЕРЖЛШЕ РАБОТЫ

Со Епгяя!!31 обосноетгз актуальность темы, оформупкросап 1гяг> тзвдхший, атлж'хзп 1нучная новизна н гршакчязсм ценность работы.

В гкржй гжве приегия фшммиурв^'зтаккя оч^к Нигера Республика №згер рзспатсшшз кз сеаеро-эссгже ззпздисй А4ргш1, п трогореских широтах оежршго патуш^зш.

На сегерг Няп > грснтгтнг с Алжиром и Ливией, на госпож с республикой Чал Границы с ними гра ддяг по безжизйзтым сахгрским кзмамсшм нтгао, а ш крайнем юго-мхли® по ах Чая. Юяае соседа Нигера - Нигера и Бенин. В шспуягой чгхлн гршшцз прахэдгп: по р. Кгаэдуту-Иобе, а згатигепыш чхп. гргзиы го реке Нигер. На юго-запада Нигер грзги'гигс&ртзаФаоа.аказгагж-сШга!

Террютря Кягерз Гфвдстгвляет собой «есть Афрзсеода ппяферыь^ г^идгкагт которой слажен двхмбрмзеимн кр*етатличеекими гародзмнч'жюгмн, слишимя, флопами, перекрьпымн на большей «пега страны осэдтшымя ч«том тгавойскога, ^.:гзг!шаато и ейназойааого шарасгоэ.

Клнмгг стряш жгрхий сухсй обуетошкн её тлшеглалывдм павджзокм близостью к жюгору. Оадняя годовая месячная температура (го лягасролспркским на&пояеннем зз 19(Ю-1970 гг) оостагшшп 22°, грн гостазклве и обилии тепла д а температурного режима Нигера характерны зичигеяьные сезонные и суточные агютппуды мстебашй тшгЕрахур Сргднегаювые гмговпугцл тшгеретур унепн'ЯЕагопя по ?гкре гродзияаения с юго-жда стркЕЫ га восток и сейфоеосгок.

Времена года з Нигере, евдеязот 1зе го термическим гожтатям а по режиму атмосферных осалшя, с.кзем до»дгасого н су^сго сеаикп, п{Х1.эзл;иггь'Я1!ос1ь которых зависит от шярептзога шшжкия того или иисго ргйаа.

Осадки га территории страиы рпстрежл^отся неразно?.!^»» кгк в пространственном охношаши так и по сезоном. В сеэерялх и сезеро-дасгочных [Юйаих ставлю вьивдзет менее !00мм осадкю все дакай щжходятся на иоль-август, гю .^вре продшжение с ссь^те на юг толичесгео осцяков гюстеговю >'аеш?чивмтся. В

1®шралъных и южных районах среднее гедзвое кивнгсшо осадив аастязгх 250550мм. Дсщди цпрт 2-4 шжв

В восютйлх ргйагах юмаюго Нигера лжяльныг засуха «гзлог хагаэюг даже в засушливые пдал.топмша крайнем к^шіршиїе с Екжншвыпа!^ от бОСМЮСЫм и белее осадою пееным образом с мая і» аяж^а, «зэспо д;ей с оадасзми багазе 65.

ГЬ количеству осэдказ ш терршорм №гера шжш бэдзшн» дае оакымг ктішпгіагвг обгютс герш - аидзакая и субощкюя зашодэт обшцряе грсстрсй*лю на сшерг и оЕЕгрососпшг. Эю эсха трогакееих до которых

харакщхга большая сухаэсть воздуха очень выоогае дшяактшпфаі>ри и зжигаоныс (сеыпк 25°) суточные аиппшуда калебэшй температуры. Гоазвос кашмссш) ссзд-ав 150-2СЮмм На зютшешазй террс порки Шгера готавдгшьюг вспарен доспггггт 2000-3000мм в год что в кэсяашаз рзз выше пвдзаых суаоі ссдат

Оаюзу гтсфофефгкшй сети состгатзогг : га *рет:а« югтнкзде р. Нигер с несколькими постшиными и сезонными цхпдазии ю кяо-иссгокг р. Кадаї^ту и честь озера Чая. На осташюй, болшкй часта, территории Нигера греободдаог фгмэшые водотоки (езди или узды), <ксущие воду топы» в короткий давддазый сеюн. Р. Нигер (4200 км) трегсья по длше река в А4рнке (после Ннпо и Конго) гапзет аяимн ведами кят>-ззпздныг ріка га страны.

Оливка небольшая протагшаюсл, в пргдаах сгрэы (около 600 км), ітхлояиспю режкмз, мед іа ваш стах кг газ опяот эффзлиггн шктэоешь её в трккпортых іетзх в ютгеше нсгочнюа эшзараякргии и для улучшззгя ваяэаЕ&кэша слдалсшгых р&юиса.

В ахи с острым да|ш>пом водных ресурсов рвцдаЕлшое истпьаоЕанве Еремотных всдотсие в южных зетдаьчгскнх рзюссх тас же тршбрегает большое мэзяйсгашше зкзкашг.

ГЪатубяша №^ф, щзшошая большое швгинс ротгттыгзму исгалкетагаад озечк водных, ресурсов, нходнт в машхуддктвенную кс&еко-зо ш освоению р. Нигер. Иаюлкжзше подземных вод особенно в районах лишганых ізосгаявюго псверхкосотого сгаса, спать важная задача для страны, хотя тцрогсшогкческое обследоаднжтсрригсрої апіі дала» іе ззаерша ю. ГЬдааяше веда в {^которых райорл бгвши к поверхности, нщжмгр ш юге в мюточиезгааых долинах сухих рек Аира нли в оскхэе Кавгр ш еостойї. В цтутх, особо»» западных рзйс*ех они реепотзаокены ка глубине 650м (район Фиттгс).

В СВ5Ш с нарастанием потребі юстей Нгаера в области земледелия, водоснабжения к выработки энергии, вопрос здаилі'всюго строигеяьсш пшликы Кащщжи ажяъ важи( и акгуалса

Во глерш глзаг: пр£®гдаі эшю зкакр» рлэггалы 1ых и теоретических работ в области иссждовагшя устойчивости ошехх» и методов нх ушпшия Позшпениг новых даїкяьи магершов, с ашюй стершы, и гростой мгзинкм ра&пы, атаюмия в цэю н врємеїін, с друїхіїї, стали причшюй бьклрого роста попутвфшеш Ер?.«ржі!июго грунта среди ученых и ійсшіфсїмраетикоо. Софелкнные лктоды распетое усгойчиЕкхлъ опаххж, с применением ф?.сфовагам. г-гоу.кпраші в работах з^'&зсіш у ших, таких

кя< М Апь-Хаосгйпі, К. 3. Аащязсс, Р. К Еоооя; Дзс. Ejttocest, М Д Еатісн, Р. А Дкчзкял, К. Д Дяоуіс, Т. С. Иктозд. К. Я Ля, Н Л. Лэ-х, Р. Т. М>ррзй, Т. В. Фгассзі, Д;с С. Чгиг, 3. йгг и гр. В Рооаш исследоккжми qsetposssxxo rpjina занимали» Л. ГІ Ашхлсв, В. Е Еькетжз, М R Ватажка, В. Ю. Ггадага, Bonocyxisj В. А, В. Д Кяср-хххзосі, АФ. Ким, О. М Вгзгимзз, IIМ Смуроэ, Д М Тимофгоаз, В. R ГЬхжв, Ю. RCoisosbfes, М R Гатышпош, R R Мается, R А Цьяш’п, М. В. Метдка, А ML Демм, IIb2$m К Щ. Евкнко О. Ю, и /р.

В псргаьге ?.етш npsffipcвиза грунта был рз^йбокн Фрсгшуэежкм ученым А Вдазпсм в 60-х годах ныншшкго сютегая. Идаі Вісета oocresn в aanazm штергезпа, сбрвутзго sp.&pyicsswH патссг.м. которые у*г»зкзлстся гсрагятпшыю з rpyjrr. Пркшда работы аргияруша oojoesh т rcr.xtswocni аооязгрспякя грунта и армиргукздк згкмапоа, смотлрозанных так, чтобы vwasbusm. юти сдгржгп. растагнпггоивв гегргааяня, гагарью нетут шзягап. а груншхм мгот-зе под докинем гргзгкадз» или нкшжй rarpysat Одним ю гигбшее зффвагаиых виоз срмзтуры жшзотса геоогткн, что оетзш с их пышкой грочлосшо щ разрыв, тльгми дзф°рк2в'.ям.ч паркета изкрша и низкий удалы»! (на 1 кН нагрузки) псимосто (Р. Рзшилср ).

В сосгалсгам со сізизргсм ВЕЗ/78 группы ^м'рехзп.'ых їезсілхй is даягзкы содержал. более 10% г» весу глинистых 'йспщ, имяь угол кіуїралето трешег а ода пезлда том сосгоннпи нв ма ке 20°, а коэффициент івддпорадізост ір 11 ооспза не ..етїєе5.(К. Д, Дяиунс).

Вгедаїне грдаругеиих. зта^пта, сущхтеашо уйгаяквгг дап>спакые оссзыз иформацин. Арькзгрунг кает себя как лше:”»» - дефорр.взруниое теж, а грі кагрузяк, близких н кридаасяой, поштжкя нешгйшоегь дефермиразгийя, скгзасш, в ехз юа хм, с неш ггаиосгыо растоненвд фмаод&і.

В гасгошзгга врег-а для численного расчета арисгругатеих нгсыгей гаюжз>етсз в оаювтам летая конечных атекзггоз МКЭ (А К. Бугров, Д А Рсаа*, Вотзсумжн В. АХ в рзл®лх которого применяются да модаи: дгсгргпея и ке.зшши (Д P. Херг.ет, 3. Ать. Яоаш). В пфвей модели грунт и гркзіура предлгшаи разными атаипэлн, а их вззимадействиг ш^згп^ется спаяачыгымл ияпжпилэд эпемагка®. Во агорой qpMap^Trr MQijejs^^ra даезпытотюрогзюй сргоірсгвюй ерэдзй, гггжг.іу в рететс используется олїїи над зтемапа, огражеощй совокупность свойств штержта кезтрти (rpyjna), фчвфутоших этакнгоа н их вззимешилвие (В. Е Быхсвдж; Ю. В. Феофилоа).

fertm«£!CKH2 а2»5С! NsozjaibHbK испьпзнин, грастгзлеиы М Д Бапьтпхяс и М С. Датггаюм псюшли, ’по разруиввв кяюд'кшш нэчяезстся с іїшж змхзвпт гр^.шлрїіі (гет отсуїстЕИі гфосжалкзыкгмя) и носот кэталрефгвеззтй хгрззяер. Клхсзфжаиня воз?>кш1ых (Ж1 рхцтуизегш ^Шфоэачных гасыпш два в рзботпх РА Джгаепга, и В. Солер\а!а

Aiiams ся!>йт1й®аз!шых исслегюеааїй пеевопяєт склзть егкдуюнше выводы:

!. № сушхщ'ттх. консірімош нг иайяаа не «дш даетзацзя гр«.?енея»!е піГжтіх и жестких атеметов £^»оірова!Пія.

2. Огсуют^ют разьгзцшйн по псшліізаао туїр&екй >етйчшхкш ариароагвдой изшпи с точки зрения іювадгниз оюш в цакм . № выааетш причи&і кзгаярофнчэсадга разрушай» насыпан .

Уяззэшж обстштедьства опредешвш круг здазч рашагых в яясдяацнамюй работе.

В трггаг ізааг оппвгнэ ыгпздилЗ н результат л^кзрзнрых жхгкркмЕнпзз па нзучзгзо вгввззиа гобгак в заседай агьхкзпте грицрсешяя, и -лгсьс теаюясгии сфошепьслза наусгоГрыгкеть н насиюмргцзушама оясоогз.

ПоспЕакниьгм задаем псгаюсшо ошгчзег модегржазк методам здаггатязгльк материков МЗМ (ГН Кугедаа ).

^ЯЕр58жпьїір30Ошиаиьвшікесра!&крваі5ІХ 10 X 55шисгртр®дайсішкш с сетой сщхаш, па ьеяцшш: разрабастшой в ПНИИИСе и шетшугс мехзшн МГУ (К. А. Гуїтш; ЮА Мзмжз; КО. Тихшежий)

В скш с отсуплшгм ргалыжго прогоняв материал - зязкз&чап' іруша ітайфалса тж чтобы грі пересчете на шт\ру сто х^ахісрісшки удашггооради жвдушродійиу сшішріу ш армадо посые сооружения ВЕ 3/78. Эшм требованиям отвечала сажа, паза н салндата (3%); вдтс^ш ки-хст асдукад-іе хфзлЕрксшкз!: С = 0,001 мїіа, <р =31°; р - 1,86 гЫ3; кооффшшзп- неозкродиосш гракостава Ка> /ю = 6,7; и срх* гизкаа гиді димеїр частиц с^ОЗІма.

Дзїьк: х^хїЯїргсгтаі гаезалиот о&хпгчшь падз&с фишхм.; хавяеаихпрпессое^

І а&50ДЗЭ1ЫХ в дагке.

В р^аге показую что для модошроваод крсвдсса реврушгиая нзшшй, 3&5$аа!вдых пз&ими и жссшіші зяаазпами, стащгршых краге^жгз іюдз&ія

адесппотш. Это шшю с тш, что, в отжиг от обигзп^зшш миодшеи, і^и

прскгтм тткрьакягсо днисго тата нгшходзш учитывать диофешость шгервяа-зазвдлента Так кж эффективность армнрсвэия ззккзгг не стопы» от збсолклтвй вегегааы гсхтшосіи грунта, скальмо от степеня его уплотнения и соопюшляя размеров ®че£к сетки и частиц грунта (Ф. Шлосоер, РА Джееглп), в роботе гредгюжшы да дошивипейых условия мсцзгяироеания, памляшв® шдаииіь ікодшгстаюсть пааучзаіьгх результатов.

/?=//, 0)

пи лМ

Он. - *?££- ол

1Н Iм ' У

где - сгстгель шюгаоаи ьпгерша шекпн, ссотвсісгшию гатуры и

вдзепи, см; °?Р размер ячейки нзт>рной и модельной армирующих

геокнслипаі,од.

Прсчїюсп. сетки для могеяы агх їктпгшн побиралась на; чтобы гйжпху'їгї, рззрьт щзі іпсбьіх изг-ахпвлх іЕуруггк, а дткіп е5 іггйяі спртжгктась ія уіжшя предсіїрпщЕНИя пропеяткшзэш гултпп по шм апег.ктсм. Зткм

требокэвйм, с учетом уахжиа (2), огаечсет кэграксая сггхз с рвмгрсм ячгйзі 1 X 1 мм. В кгюсшг жесішго зягадяпа непотасвггы д^рекзгшг бр-уїсзаі разлфз-я 10 х 10 х 250 мм.

В хода зазтднмгшта кипропь плотности кзяршэ- жнизляпа гфогавдпся сдажргменш двумя способсмс объемным н вдазкі ргяуиЕГО потаю. Српгагшгзкг. два юргата тегаюлати страггспьспа ігкьтгй грм^рскзяшк пібкнмн и жшзші зптзпгми:

1. Услстгзше по горгаоталгным спаям в грагхге дта укладай гибких ярмгфукхщк зпеметоз;

2. Упдапяшг по гориэоталшым шкм гкрад уюддасй пбзк я ігсетак аргаруюисіх алсмапса

Технология «3) оказывается прешхнгитегтьнег, тас кзк ггозсисет повысить \crrirarDocib откоса по фгякжсо с тсхнаюгюй «!».

Согласно наюлкзахгпюй мгявдиж, об устойчивости отака можно сузить при «к результатов действия внешних аст нрагвгшвдогаотзггрухггт

1. Макааолкной зффехімзюсіи ярмфонавв .гжхлкгает ірі грдарвзжн ш ірсд:;їТї?да нами методике. Тгх кзс пхвгя а лспура рпботпст в грунте топ»» на рхпшззй, дпя прештсшия срезэсщш усшигм ікпагвзовзі зесшй гагерт (рис.1).

2 Эгакримапальные грсфїки (рнс.2) зггзкпмосш эффекта язсги рагютзгх схет грмироеания при действии сиашзк наруэск (тэблЛ) квазали прсямутшпвд гредлатаемой іевсі методики н зашшкннсй гзпзрским свизегепьсгвсм шетрущни нэсыпи.

3. По вдауальным іабпгсдениям процхс обрункння стиха га грушу рхиягхтся посшкхшешю сверху вис и начинается с образования іксиапквк трацки згяшд ш гребде нэсыпа. Затем у нижней броски образуется гапи. всвдспие шэеш части груша После досшжашя эснмт дефор?,«вдй кркгачеегж рааяроз, рззругоаше, гск праягею, прскюсодот по бтокйией к фкз® ірещгек. Погаргакхль о-сидапн в этом аучае имеет вид слабо иафиатянюй дуги, обращенной Еыпукгюсшо япп.

4.Процесс разрушения откоса по арматуре развивается одгаэсгалийш и ноатг характер гпесмь гаратялького движения шгкхо блока, при этом поеерхі юсть смещения гак же имеет кщ сгабо иежряадапюй дуги , отшо её тпуткгь обранена гаерх. В дясщлтшяи псі лгаю , »по дгм откосов иагьпккэсиаих нагрузку г^зеимуіцестгапю от действия собстазпюго веса, такая жверсаюсть обазхчияжгг максимальную устойчивость.

В «алвёргой шм сясуікютта мэтешка чяо«аюго расчета кзеьшей армированных гибкими и йхсммн атакішасі На ютее сспосгаа'юзм кктода конечных разностей, грг'гичлых и конеяшх эжкапта слгіпм выбор в пользу МЮ ( А. К. Бугроа, ЛА. Вэзин, Втссухіш В. А1 как метода позшляоикго легко уапывагь

геометрического и фкмэскую ютдгюродигхль, иггсак&осп, свойств макрвиаз ар&шрок2в»ьк иашгкй.

Првдпзтэаоя методика оаикза на допуїдашн о тш, что уфзтзашее штейатиг армир^осщих зпшгтов, в мантом стае, мааэю соозшь го каянаию НДС ірутшаго массива

2

Рис. I - Предлагаемая методика армирования .

І .слои грунта, 2 два слоя геотекстил2;3. конструктивные ЖеСШіе ЭЛШеНТЫ; 4. ПОБСрХІІОСТН скольжение.

Нежнейшз дефс^ывдсьххль массива в і©юм лредсввжна кас результат совместных деформацій лкнейію - даідарм^тосштхзї груїпа и нггаокйно дгфсрьвдаоїіййся гр-^пурьг:

<7°?-о{е°р ) (3)

=0ГМАХ‘ ‘

где СГ'Р напряжсшкбц-омслоеірунта,в1р -стиюньвлажностигрунга; -модуль дефсрмаиии і }-ого слоя груїпа; 8 - олюснгелиш деформация; СТ0'0 - напряжение в і-

О 100 200 300

%

І

а

з

А

й

ti

а

И

С9

З

•а*

V3

*3

а

ч

и

Рашой ссЕдаушюсш дашкзжй (3) ведяса в ршхгх дсфордашП таре! гозалнвюсп При этом считается, что в каждай тога поверхности кятгаа Пфакзизз а^щгсщпюогся до та пер поза кааггсшгые аяцхвшша ш кхтклгуг

СЕрйбЗВЕМОГО Критерия.) ГрОЧ1ЮС1Н ГруШЭ. КК£ ТОЯШ) ЭТОТ ПрЭДЗ! ДОСШГ^ГС

прказааднг искуклвшжзг ужчаа-в кзсггаийлх изфязшагй до дааусввдых кэтгуЕй.

т=тгр, V т>тф., (

гдеТ -та^и^зта1авкма№глшшыхкаахспьш>а1щжааайвэ1кг,5штсс,пз;

Т ^ -предешю дзп^тоазог га уозокхо прочнзсш кзсатйтиюе ^рэкгяж зсмэпе футгш, Па; щэичш псрсмзцанш осязался &з иакизий.

Такой вьгомиттный гркм кзюгаз>етса доя кжждаи логалша 1фхгашзыктиа ^агаурм в грунте. Тщжкзпжк эвдЕртмапы, прсведаг&к: Гракйиовм Ушгерзпете и Фршщузжвй лйбсрашрйи мосгаз и дорог показали, ч: кшикагащая шла третня ькаду грунтом и цзмзгурой вдчш линжно заакит < сшоопелшого опадали юмпаетгое и хорошо описывается в реметхзасш « сухого трошз Кулеш - Амзпша. (Рис 3).

Рис.З. Принятый закон трения.

Предшжаиая методика расчета осноеат на допущения о там что укрешзаощ: шдезсшй: фг-шуры, в кошш счете, сводится к иьетснко НДС грунтового маоснс и по этому шмакиию мш) судить об зффекшаюсш Ефьпфовашя. В аам с эшм шюву агаьвшцш! конструкции арьофоегсюй насыпи положа < грвщи рзз кжфо'иосгн сосруаззам, а сам процесс исследования ведется ш трем напрсгахниям

а) пошк наиболее эффективной оришгации геогаалнля в кажзэм аое,

б) [юиск наилгуч;иего роа^едгжния армзхури по высоте,

в) поиск огптаолыюй даииы геспсилмля в гасквда слое.

Дн анализа опашка расчетной модели га исходные данные была проведана сери ретстов, в ходе которых шмэвднсь грочшзсшые и деформационные жфеете^етик 1руг та щашн, а таоке её геометрия. В качкспй бааооого был приляг откос с затсжшна 1:1 Величины щючноснэлх и ;^ормашкжных ?сржггрислик груша были приняты п равмецдгзтам «яаинЕяаВБ 3 /78 для пзсчаиых грунтов и, соспетствшда, ровнялись.

• модуль гюфоригцуы, Е

* иггффигип-Пужояа,//

• оргавк.С

* уготгауфггшгготржгя, $7 в угкпьиый вес груша, у

ШЮОкПа; 030; 13 кПа; 25грэд; 19кНб/

Во всех случаях счшалось, что 1юсугщэ отэсобгвсть оапетвя доетэтсгпз для удгржяям !гзрузск н ыгротрггай ш его увотявго га требуется. Пгрсгапчапакя пьюога кэсыян лрннимзпэсь рсэгай 15 м и сетгсатзз. жокгкет во гс~х сггучзах.

Сшзааю сутютв>тсикй г-евдизаг шгерввп-этязалап' рктдрзэеиа кзс столпа среда и ошстаке грпсрш подабкя пату'гготга го уртзгй раяюээсна, сгамсспюст , претатшсго сосккмя и закона дигашчкзгсго пожбк? Кшясга . Пр5»5эшепы!0 к запили моаггл^юзавя грасссоз рззфтпзшя оаои&ам гсрсаетргми будут язлвпкя прочность груша га сктю 91^ и арматуры га растяжение 9?^ ,сиспленнеС,ушл пнуфЕзякштретка (р (£=<р ),усты!Ь!ееесау1' иу*,вжксс1ь 7] игеслкпр1"юзекпгзхмгтры 1,.

Как показывает спьп; шшаперевазеткых кригержа вполне дхлнпкно дня моде®Фоезниа состояния естественных сгасосоа, адзвхо шгяаже в маса» срдфующгй секи пргвдзгг к ндашвшнсхли пат^еемых реттштаз. Эго сказав» с тем, что, кис пкззаш в пше 2, эффехткаюсть армяроваяяя (а знагагг и усгошпетсп. опюсов) сущеслзагю зззяиг от пдашосга гру!гга, срегзш) доетра ао «гстщ и соопюшаш рззмерсв ятейкя секи. В слогов от есгеавегеюго футов при мздякрсвзсз! МЗМ уделшые юса гомпсяиггов кэтергапз-зшеатктэ с^тхкствш» раэгаизслся, поэтому обгс.яйш вес нжшигига гкреспхг бшь мсрсй уптслназа. В раяах спзнхерпюго гюдаш это правшюречве ра^хзпшь (й удается, так как псе критерии лвдэбяа получены го уравнений мэакихи стюшкся среды и поэтому з них фигурируют дашь абавгсяньге ф^гагксмк >цяхщяхшти. Дгся устрснзвга вгсеггозетюстм получзгмък результатов 1асй®д!ь:о учесть дискретность мзпраг&эхи’ктпа н гкргшн от збссгаотых к ашосигелыкм харкстржлккгм, т.е. в ютесгое икры уплотнят иотшьзовшъ склаь гахгшости и Тогда одмхзтгетсть получаемых результатов будет кьетъ место при уравнении (I).

Второе условие одногапчшсти, слрзясзоийе медовом взшмажйсшзм сетки и дискретной среда, получается ш выражения (5) путем ало пртгнат дня ншурюго и модельного слтассв, т.е.

В пятой главе решжлся завеяй по тшмигции НДС армгровкгашх юсыпей и на их основе раг!рабэтык1т<71Сч новые киклр^кшш и техшпопга стрся ггепюта Пq№OS ог[ган51чея1«е из сбпзсть пря*«езгавм гри!фОванных п?'»ад;н и жесткими :иайгь’в 1т.акй нактпывягт юакгюпгя араггетспя.' дтя «})фг.вфоашпм и

(5)

утшашгниа кейлошьк повфгзкетсй сооружая»! (точнее, бадалх грпм) июбсздж», чтобы они были дасгагааю багшшк ртакрш, поавапзощих кспо.тьзахш> строотеяьную технику.

Ягрупд энгнаш финямлзйничешк х^хЕшрйсшс ц/уна эдаетт» шш ш область вагшкжвшя не ошывгюг. Юж б&ио псккззэ в рзздаг 2, спякшавим (ш обс^-азсослх) щрцмярда, влизбощаы ш характер разрздзкгш шиз дефоризда»!. живятся каэффшлнснт Пукхаа. Одага), дга групп®, отшезошнх статар1у ВЕ ЗЛ78 его сгпнчигв мггвется в узком ннтарзаж:

028 < Ц £ 032 Таим образсм, оспетса вшгшгь два вопроса:

О шязшагесйвлрбшихыпа,

О иттаагййЕстюслиф^зздетшхэЕйкапта

С цгяю ршхзшз поскшзжгх зада Ш1 была гровсдаа серия сраавпслаых расчетш го разрабогатюй штрихе.

Сйр&пка результатов кетшзшчесшго моделирования пшгшвзет существа в г,то рияцу, при армировании гибкими и жесткими знмапзми.

Дги тот чтобы зяшп суадствутоших метяаа решага шш б&от пагашм, постаагазшзя зздзга бша ренета чшетными мяцда&а с ншавдсвзохм гфограммзюго ксмшккса ООБМС&М, рЕврзбохзЕюго Б&иЗжй Ш^гахЬ ет! Ага2узз Ссгрогзйп, &Па Мотка, СШЬоЁа. Рзсч;лы производятся го упр тазгшркскш мсдаш да^юркарозаЕН грунтов гфйшзожешюй б 1951 г Д. Ддуюазроы и В. Пратером, важтаовдй в себе всего три шнагрт5ыххф!2ск}®юшй1: Е, С и ф.

Условие текучести ашаязется акд>тшсш ураешвсм:

а1х+^Г2=К, (б)

где а и К-параметры зогжяцце от С и (р

а_ 2ал^? _ С6со5(р

73(3-бш9?) л/ЗСЗ-япр)

I] и Ь -Инварианты таисра нафяэшщй Модипфушая нзшпь разбегалась на гвюсхкс треугольные конечные эпгмапы, суп. которых заключается в спщкщж

Кяпшуапьная система зз^гензется (аппрсизм-ф^ется) оалшой с конечным чштсм сгстгакй свободы, то ссп. проНЕгадшсз /зкирегавгиия системы наощглшьгеэпемэпы, соединенные мгжяу собой в узлах. Работа даофсппирскп &хй системы будет определяться таимэдейсгаием одаганых конечных эпошпен. Решас^м ззднн определения НДС кшги51уашюй системы «.кладом конечных злшешта (МКЭ) будет является такое НДС дажрепеироеанной системы, при котором удовлепзораотся условия совместности и разновесна.

Были зашны граничные условия на грйзще г|эдегаЗ»50й юсыпи тагим образом по лоххчг/ и правому (кршкашая) контуру запрещена перелкздашя в горизонтальном

іслрозгкгозі, !Ю ни>мкму шпуру - в nqrnтапьгкгя jrapsaca Офгдою-гке ляоіггаба гаи жмяіогсрїем могегснрскгззі выпогаяга по ахцутощей формуле

Zm. = L

где Yff -собспавплі вгс ікгравфСЕЖгзй гасили; / =h (ыжога, вдтсраязагсьрсмэ 15 мХ

ум - шЗсгкзгі"-is их грлфспзкй іїхздт:ї.

Тсгда с учетом погадкяш условно» величины себсгеашого веса грі езэдзшн

гр№ф053ННЯ,

При вытгааздан перьсй серии рагаггсв ржрушнвя окосоз гю гахтрэме COSMOS/M учитывается собсшздаын sec тргутпа дгя «его затаю верпштиюе ускоряяк9.31 м/с2.

Для срггнеша результатов различных метмк, те?,ш бшз лрокдаа втсрза серш рхчегоа, рхрушения откоса земляной іволги иеттсй Н=15м, с залажтяем откоса 1:1, поя действием штр^лси на гсриэяштшсй ідаїше В жце шполгошя распетое учтывгются те же гржгержтики груша.

При послїккке задай щзкималось, что го лзми іазпзкіа шк?.ятл с грутпом сутцестпуст шлиое грилнпзгие, т. е троскзлкжкзо-"е стсугспзуст. За кгпгкиу іфнтаческсй акты припинилось швж іягружи а момшг пкрксш дгформхэгн іажпл во вторую сгадгэо - разжпм пгваттксхих дефсротсш (іетда зкзюга.ясть нагрузит -осздга становится неттаейюй). Пэет грзсвдньк гфсгргмм шетягсса СОЗМОЯМ пгазсшет огргжлш. для кавдаго рзсгега моогян из этш серия крнгаческую інтрузку, которая увотгеншхь го м-ре испшюойпши различных так® грмтфутощих элемента.

В зтсй серии расчеты провоптшш. с тгяой зие очфгдассшо ккнв предыдущей. По результатам рссчетсэ грмирозэвюй нашли ьнмаю сделать спгяукаїз’» еыэоды:

1. Для численного рагкта грмогрунтсеых іссьгпаі, оочгтасашх жалкие и гибкие элементы армнровашя, няйалее приемлемым следует счисть МКЭ.

2 Ггредгитгэг-я мещшгкз рпекта учитывает спеугфжу qr.r.qxBssisi дгкжргпых грунте® селами и позволяет учесть оожке эффекты тгосто гззмвршэшм. О! и дзет возможность упростить рос-ет и пслэаяЕет прсосяит еггп вдвгщ го кгяетруташн насыпи.

3. Зсяш ба>!шик раегягикзехізіх нетргисаий в саюагюм ксяйкглрвруются в верхней част отеоса.

4. Чем выше Еээден спой геотексткля (гсотемлтшь давші быть згшгг в грунте) таї больше значение кргтичесяой нагрузки.

(9).

Ун

5. Сслсстаадаие варжзпта разал сжм рооредеяямг ^жадасаак зжмалт а так насыпи покшвзгг, что «сабоящЕЙ* эффект получат пр»1 щхьщххзг ши гю пргдазгагмой нами методике (рис.4).

6. Дтя таи чтобы среднгй •или шшш ^вшури учалЕосагв в рлботс шзбко©»» оггаг-ошрсЕать дтшну ушаиаюго жесткого шкркага так «по&г тшьвд Ю длшеы шждапа за предай лшеги стлыггкк.

Анагшг рЕщиошлькой рсестаяжш хгсшгс здаигтш тротгави (окрважжс шзгмаго рвссгажиг), мы провдили свдрзась ю условна, обсакчгцгзащих иг прсювлнсздвг грунта мовду \ssjh, га оаяее применения теории грочнсго зффекк?, ршрейамй которой запишись в «ага юсш, В. Л. Во; г, Б. С. Иза, Ы М Прстшьгш гов, К. Терцат:, К А. Цьпгазя, Г. П. ЧЬбогграз, Швдущ КIII, Мгцнн С. И к др. В щвдгссе прокгжния грошого э4фзаа Прагой® гг щкрвареахкииг пщтавй (вазрсстэм: вфшллшых гю шшгдазд одзза к авшхсс щшягамкт. в рсйас аеяесщейся чети), т. с. изменяется ксоффщжнт баяяого давления.

Рёпвдмдя» распредаеяшя иафуза, даклвукаша га щ<у есть ни что иное, как оползнзяс дазпаздг, которые мы стремимся перераепредагапъ га хахтазк хга-кши крагиии (зжяаобетданке балки). Сгедовагельда, в соапстспая! с теерхй е^хусюго эффекта, погаюе одашнгаое даадииа маету хгегкнми элаетпаш крепления дояжш ургшооенйвшься сетграпш/кзпзем сдаяу ш дзум верпкяльным тющважхяхм сраа, иращдавщш врез оаг ущвшвгзошик зшнога®. Ш оакжшш экю шкхззи фермута, гоылорш с«р£деха_-1ся кргшчкэхе рхстоя ше меяду зяякнями.

ь = К сЬ со$а~Епп{2£^ф)

02ЕОП£2 со за

где ф, С, Ь, а- хгракгсристики грунта (угол ыгуфениеш трегшя, сцотзавк,

ккящнэегь сползая, угол кшюш поверхности скольжения); Е^о - штшое давления; С,-шэффицвя л; опредашзиый из формулы:

^ Ьоп+4Е1-2Е0„}1с1&р

Ь= —7Г (”)

4Нс

При очень больших зшчаоях лрочзюсгных хгршаЕрисшк груша с и ф, изгршср, при угле внутреннего тренда 20Р и более) формула (10), ки показала траетика расчетов, дает ерхайпелыю высокие зшчшия расстояния между утфеягезошими згкт.$злами. Эго есгестзаю так как при больших прочностных характеристиках грутпз патучагогся бшышк зеркния гфсдап^шк касательных напряжения. В таких случаях опреаедяощим В 1ИЙС?К10Б1 рхстояюш N50'^ жесткими злематшии ькхут быть условия рЕйоти«£жи нк, а не фс(»1>7ы (10); гр: этан исхода ю штреб!юш 'вега йхсшк

п

зюашш гргафовашя, ащзгдагаот соотношэиг их кхупгй спиосаюа» и жйяЕующгго .гшеткя.

Прн рзсшгджЕши яззлзак зхмзпш в ноавльет рдсш рсхтокск дакду ними Г

дотевбшькемеЕгржсгоашшЛт.е. 1, ш?ж,5>'рюаш;&^

ыгзду ргдаы гдзг.кк згжзяш крегтезкя Г доваю бшь нг ьиЕершлшння ькзкду атгмпгЕ2миврй$уЬ>т.е. Г&Ь.

Ретктг жгсткж атаманов врагами ю дзалЕ-гг всрпзсщшай аш является озта ш сз.й*х сажных три яршдарскггЕЗИ аряфоваа&к ихадхЛ по |рэдлз^»»1 (имаыгщцдай.

Одной из кгйспге стройных кетщзк рзсчгга згаззпт фала&и т ЕфГККГЗЬИ>К> кжрулу Я&ШЛСЯ МеПЩЕО, пркшгз даз рзсташ ТфЩЗЖрПШХ соодозииД, в основе которой ягшг рижлтга ©ала, раазлпривгЕшака ше К Терцэт! Вершкашюе даикдая укрспляшето згаасша га грунт ш расстоянии 2 (хреязвкто! по сгкаующей фс¥»«уле:

сг. =тгу_ ~

<К* .

сопротаиктас рекомощуггеа огредооть по формуле

4

= 17, ■-------(}^{&<Р + с) .

(12)

(13)

’ СОБ(р

ОТ 2? рЭССТОНЮК ОТ ГСИЗерШОСТИ ОПСОСа, 1]ь Т]г- козффкцмэпы.

№ формулы (13) получаем упрощэвкк шрхшше дая определения квфгахннй в

грукшт

6г

ьРК

г

\

3-4

V

г

0о +

4-6

V К

№ формулы (16) и утасшш (14) получаем вырбйааше:

(14)

*Л

<т =

Г=/?|

VI

т(О0^+2М0)

<Я

(15)

(16)

Г^зи Ь < 2,5 нерооягшьную проверку 1>ахжсшмо прояиодкгь ш фермутим (15) и(1б);при Ь > 2,5-тшыю по формуле (15).Спадоезгепыю,проверю по выражшгао( 15) требуется в любом случае.

і «

ІО

И» услогяя (15) получаем формулу для ^зйтп’ро**’!пято «редеет»ш плу&зы заделки жссшзго таопа крагаияяа:

50о+J25Q0+ЪШ 0bRz l>---------у----------------------------------£—■ (]7)

' »,Д

Сечется укрэтгзшгк зкйежих эететпез дзлины рэорзгшваться ш срез н ікпіб. При проверке железобетонных сс'аігіг нз срез іятатшутася r.sica parsera г» допутасемым ігярзжавкм

Q^RA, OS)

гдг Q- рхнешаа езша, дейсгвукхдаа ш уярепллсщій іеєсікий эгкгюп, R^r раечеттюе earTpoTtranesss ергзу магералг

Дій спредалаяя естропожиия сдагау, отудаземогоудфзизаопвімн зтаетгггми на поверхности аоаякжимя, мешю ютажзокнь аклукхщю формулу, граетигшуюся Р. Г. Хвиесом.

R F

„ ср ГР

V = У - , (19)

рь

где УрЧххфоптжиж сяшиу, саизвзеете жссш&ш злндапзми на 1 >■' из^гг-ы отсяа

В сгатгаетстгам с» стрштсльными ікрітг.и, ггрн расчета излгюб тоюаи элементов щ дейстак югвбзющего мемета и поперечной сипы пообходимо пренззехщпь евдукжц® расчета:

1. По прочности га изгиб естгкпі, горяшшых к прояпшей оси ата^ата;

2Сечэ-зм, юкпокных к іродаткй оси элемента, по паг&речной acie;

З.Сечаїий, гаклаюплх к проката csi оси злакнга, по ішйеетцгму м&етлу,

4Ширмш раафьпкя трацин, нормальных к прэдажюй ооі зда^зпз;

5Шн£ииы рхзрліш шктакньктрещнн;

6 Jto ПГЯЖЫМ р2СШП!ЕК)ЩЯМ ІСЇіржКЕІЯіЛМ

В тгегом разделе посгашгы и решены задачи об усгаГгвтости г^зфовшшой нэсыпи с учетом фйлырщшвгых сиг Ссгтазю СНиП 3.02.01.87 грі расчете устойчивости и осадки згмгсяных гоклин Еьгажй до 40 м стецует уппыгагь порооос давлжкг в тех случаях, ьхгда грунт является щда-гаодщзшым со сгеоап/о юшакхти Sr > 0,85 н имеет юэофф«щыгг фипьтрашм К$< КТ’смУс, атаокг прз страяегьстЕс m сгибом основании.

Оообаэюсшо грмогрутоеых сооружяшй яапяется выссжая колега cmrcos іисьакй. В сиязи с этим по соображением техники безопасности грутазугоопгаовдк механизмы не подхода- к крзо сооружения ближе, чем щ 2 м. Эго огрзтркж приводит к неравномерности уппопкння грунта в погереятм сечении сосружеши, чш, в ахю сиереаь, приводі гг к нераык^грюстн его фильтрационных свойств: «пффтчзгг фильтргяям снижается по мере удажзям от крвя касыпи. О величине этого амзшмя !>,ЮЖ»Ю сулнп. Г» !ГЛЖЯКЙЗІЯ ІШСПТЮСП1 (т? = const Ip =тогй ). Деформируясь

армщзукжцвг зпеакзпы соэдзсгг декшсрїіую іпгружу га грунт, что сшсобсшуст его джагашгешхяи>' угслошавго. Так кзх распрсоепежг дефорьиий по ддага 2рг»тури іїхиг іЕрв8К&к|зслй хцхіаер и имеет мгнамум в рсйоїс пЕрсгхяеяиз с шей^шкхжо офушзііїя, то в этом рсйшг будут лшшалыагс и дашгоряьЕ дефор1®*2*'1 іругпса, когсры^ в ссао отфедь, будут акхобстЕскш, еш боижгиу упктсиню. Нзсэгориг котебешя пдатаосш грунта в средаей тата нашли стздет, ш виимому, опыта к псврешгюсшзшафоа

Окхиовд что іішіікхль груша а эе?ит и іссїсз фпырхет в за к прскавдзщя швфяюсга обрушення здзсь результат пссгдиешаяю псроесго давления (ігагркмгр, грі заполнении водкрашшоца), чш в сзххо скрда, бухет сшдопь эффваивюпь зрмкроаашн. Поэтому, с точки зраша мероприятий, кщт'кншх га гажышаше устойчивости сооруотасг, вдкеообркз» ір^таглреіь диврсваав группа в эош прсквддекия птеяиюпыкй гозсрхнасш обрушгниа.

По тоаютаїм, вое гшжссешш мешаю раздашь на две бояшиг группы:

1. Плетеные (фааура тага кгацда>аы),

2. Не плетеные (дась существует несквдько тоакютий и, кж еждовие исто, -разгюобрете фааур).

Именно этот фактср играет решзащуто роль в фшзашгшинкааа азейлкк геогеигашкй.

Эффект псеьпшїїія устойчивости соорухаззия будет наяяь мгето топы© в там случаг, если гешегалкль гю>,:;!мо поперечной гфшицэ..<юсш обладает, ще, и прешшюй (т. е. имеется ихг-аиа юегь отзола дморсса: в юй вода).

Для повышенна устоГтошсст армиросашюй шшпи и сшшаон расэди грмпуры кгошодиж) стрэ.вгться к мзхншшпму аа&шаза ікйіраш&сс кзпражззтй в груїггс засыпки. Э.'ого можно до&пься щттроизвкм аркироеокиоп} уссоа, использованием для зххнки грушов с шаяззяи ізхзффициеїш&ш фшірздзі в ушзопкннсм сосішзй»і, ссадэмем противефтьтреигюшюго экрана или слабо Бодзпромщзгьюй вериоеой призмы.

При замзчиБ&ши яобого тругпа всегда а сс ала вдя градах ззюткния пар водрй до вино юджисьедаам. Двзкзєиис фроіпа агшзюеш на этом эпэте подчиняется даффузм*мому закгеїу Фгка и списывается урвакяивм;

где - влажность; %;

/ -еремя, с;

Х-№срдишта,м;

ІЗ-шзффнциеіп: диффузии по направленню оси X, м^с.

Есітн ксоффиіряггг дзїффУ3-'1 ік хмкзгг от влажности, та урожагк (20) грюЄргггг

И VC

dW тл д1 л

V +D----------7=0. (22)

dt х ахг

По мере іЕзадеткя гюр водсй апскзатся хграхщзклизат прсчлосія ipy™®- После згпсгакгкя кзех ггр осдаі ішшсется пращ: фтолртадиз, ксггсрый имеет .нругую с|гягЕа<л,ю прзроду н спззсьшаггся уржкзпйм ЛгпгЕеа:

<?2# <?2# .

—-+—7=0, (23)

дХг 8Y1

гдеНнгта^м; х, у - мэсрлдаты, м;

У'ет атшння задгмлазхто ваиуха сгаюется ахіуагелсй зашгкй я эффекты, псраждавіьге тачеяешкм его ігзрзпшзюго состсвдеі, мсгуг кгршь решзацую ршь в разрушения іелшї’н. Тж кзс гшииах дишля згшемязакго гсщухз в ікрз}т<з (УЕрзд. грнеодаг к кзмаказет состояния гсеиск валы, та sms андует пргащзш. в прздпатойсагапі, что воздух и скежг грутз вжааязз'ктпусг в яешешй скапай >ззрез воду и лишь в ткбалшюй мерс негосрегеткзяю.

Прсизх гжмгкяга» геиумїфоазап аоаауха гфотжзгг і“ рг.пхкеаю и для ста пнализа необ>юднмо прктнечь тЕ^аюдита.ажу і гфзєшзшслх гаоцзсоса.

С іелио првдлфжтет шія кетспущзыя потеря улойчигссш стха гсиша, которая адемаата при іяхггсрих услоагях з ферме стлшшя ірутгаого мзхявз то какой то кршхетшашой пойєргшост с захгспом части иля ваго сггиха и част оаювашя, успотшЕссд. откоса прихрзот рпсотом.. Зздэтз «годится к спькзсеязо минималнюго ї<гоффицияпз >сіойчкеосш, етгсрьаі додокн быть ке масс isopvorrcasoro, устгноатаоаго СНиП Устойчивость гержзого оиюса ?жзж*ю ізе проверять, если сбєакчєга устойчивость нгіххюго.

Прн растете апівотруется усгойчшюсть нефмироззнной, одюродгой плотины ж песеного ірунга на годекпрсниижмом оснсгсніги посюяьку, по імкиїшся матеріалам, место паташвя Идущей плагины имодагся в 180 км or столицы Ннгера в гршмпюм ргч^сле, где тфсіьтраіия очень лата Для прсесркн зіфжгиаюста предшжшной нами а ютам г^змнревгния іими бьсю проведеш серия ранетов >\лшчивоста пттта имеяжагй слщукжпне хфзктср етики; Н,„= 15».«, fct,?=8 м, Ші =3;

=2, п=0.85, у =1.86т/м3,нгаяаюсгьгрунта 15%;приеетесютлюйьтажноеш9=25’ и Сі = 18 кПа; при кзсьадаяш водой ф = 22°, и С2 = 15 кПа Получено зс?!а«>е кх«с[)фящ!агга устсачивоста К„ = 1.28, а при іслкз?апда загшивія отиоса пі) = т? =1 пол>-чеш значение = 1.01, что ^s£KЫIie нормаяиного. Эта сатеїельсівуег о

сооыокносш обрукхгзк отоса ш {табпргсггмэе! псвграюсти скжга. За 1-ч.т Зжшрсквднадзума С5И&Е1 гешжсаш в щхе/ и шизу, точвкг г^и учдг рвсшкагэднх ушдай в эряпуре по сждашей формуж

(WJc+Sie)Kvc-SLsp

Т=-----------—1—— -------------------------Г~ , (24)

Г

пс Т- общее сспрстпшг^к рссгЕхжтго отК слскв гржпуры;

У- гаг?ю ужей Т опгхзпсльш цзлра «решения.

5- согфсгшшзж сдагу грунта;

\У-езс пркюы абрушавш;

1цг дли а поверхности аильжэия. яансниг К^= 135. Объем зкзномяи :»сез2«к ребот га 1м давиы соссгшгг 225 м 3со стороны верхнего бьефа и 1125 м3 с никнэго. Обшда обьо.1 зшт утовдывкаюй б етздой погадай &*яр пшпаы земли соскаажг 3375 ы3, а ппоищ> заяыззюя этим объемом зсыян 45 м1. Г^ри кккдасш недаефошвдой плагины ютиьэсеаны 685.5 А!3 земли ка ташный метр пгогшгы, а для армнроваисй 345 м3 что сссгшшгг 49.45% ошето обьаю. Вшотанккы рвсчлы усгойчизост огаэса пшпшьз грмярозз&юй по г^едлагаэлой кзди метода®, с залдаггижм отха щ = щг —1. С шгео покоса кжболшзэт) звдекия кеоффадЕнга устойчивости ш были шжлншы расчеты с учетом отшмишин дайны угазжаяиго жосгаго элемента. Для этап ютииокны жегет Зегаз^бкша! 40x 40 x 300см, и 40 x 40 x 600 см.

Ь гкрзай серии расчеты кшффщиеша устойчивости проседай с учетом фндорздшгадос и расшнвэсшк сад в гибких ^з&шруэдщих зжаззпаг^ дажзлкзосггш яобэооепхшыг балки дшны 300 см, шгарыг зздаигны так чгоб&г Ш дайны выходила за опасную гюк.ркшсш снсльжгшя, {снюшую при армировать гибким элементами. В сошвеллши с тсорие» грмюто эффекта, гр! оСразовашо! в груше несущего тела, обеспечена не ггкдамжззк грунта мгаадг жестами атагавши, овдхагоха» поверяйся. шгщения епкка будо- иди поверх ужмшшых жестких а'хактш. При расчете был получен !<,„= 1.78, что значительно больше чем б г^хдыцущгм случае; когда шоыпь &ша гр>шравш атшшэ гибкими элементами.

Во второй серии, для того, ’ггобы оценть влияние длины ужскешого зквешзго элздзпа, которая выэвдгг за говеркности скольжения, ш уелдачикхль отаха иаюпыовэш желеэобекхе&ге балки длиной 600 см. Значение шзффязкзпа утадашюсга увеличилось.® 214, следжпетьщ чем большая -сеть длины выходит за кшешгую гсждшкш скольжения, тем болшю влияние гроаюто эффаоа, следавзтслыю тем устойчивее опсос.

Соесршенлвозаннг конструктивных решений сооружений с иаюшжкиием 4»вфшги2Юго гру1гга гюзшлжт доашиуп. жмюмичлых результатов. Вглесгс с тем соо^жегаи ш ^мирооанного груша нг всегда обеспечивают ■яахюелрихзйк грэа!>1далва гю сраикнлго с другими шкпрукпшиыми решениями ю за стсугспзия

исобкпгзаяві ^яст>ры, ці®гз» з багглигстге стучпсз цп бгнгтхі^нгдак обсгсягспьстаах ьхсгхт fern, гяотучзі змжи.згкхззяі эффект.

rfccrnrens тдхкедт ххли (ПЭ)

(стой, coop, трад. типа- cmmt арм. coop). ^ ^qqo/ ^ ~ стоимость арлтрсеанного ссор. ' ’

По ззмяюм “рьпзочпой сгахкп” ofea сгсдаххль сооружений га щащ>скяксго грунта буда !!СС5Пгь зтаетіг “игры га гшязпвзг”. Сгедосзгагака, qpa скажу и жи нэлэдзеиияи мгкву саряягЕМирешнпй ik сітяїмость мпжсг гкз к-кпъет.

Апьтсргшнетый вддэд к апредгпзсзо фз-імунксга лргагжшя ooqjyKSJstfi ю :р\проязукят) rpyina авши с лравазгвкм ззяпопрзїсяой саяки. Ваязейшее даптап0ютпкш)шйта®3йк!ікзкаегся втом,чтоадпржшчесхи не зязхнг иг влияний кокксртеасога хгрзсгфз, гальке обычно проявляется прі ізсппльзскзти новых теаягкскях раизий, а следашсяьна, с его пс^аадна sesj» боже реально ахашь фанздаоскую стоимость.

выводы

1. Усггавгалето что щи прсасзаии іісспедажки ш моделях нзсыг й, ар.яфаияпах гибкими (ігогексіиль) и жесткими (железобетонные бзики) зпемапздл, помимо оаюЕньк іфищяЕЗ подобия кэобкадамо иакэтьэскпь дсгоянгпсмые; учишкгошие дисжрепжхль грунта и особенности его етгсжшега пзанмазгйети с гршгурей.

2 В хода змзгрдавггоз было шянлещ что мешволыем эффекшгшяь арлровагия доегапзется гра зрчерекз-ни, ссгзеггшкм грешней® гибких и zscimk аіеменгов. Это поквапило рстхюспагь новый способ воазд^пия гркскруїггогах аюру^я дій.(прхрпет от26-11-97).

3. На основе зкшдя-ейетпи&ных нссдазо&ший даю обідагаме мгазговш вястия техкшопяі строительства насыпей армированных гибкими и жесткими апелянтами iq ікусісйчгівосіь.

4. На основе преяреммы COSMOS/M выполнен рзечег методом конечных зяемекгоз у'апкваощий особенности фжиюэ-ме>2Н№5есгис сшГялв груккв н их кшкгсиюго їшіїмодакпшя с гибкими и жесткими агкмашши фмрокагая. По результаті решения зают, медапруюпих кзірЕїзз с ^дефермкрокз с юе cocrmrase арг^югруитоэого сооруди мя, установлено что армфопание по прилагаемой наш методике наиболее эффективно.

5. На оаюсе ізспалюоваіаюй программы, решена зазот со стимапшом распределении геогекешля то высоте иэсьти с учетом его дофииишост в Нигере. Показано, что распределение растягивающих усссм s грмпуре по высоте насыпи качественно какзигся в зависимости огашео зрмкроияния.

6. По результага&і ргшаш здач, ыодоииукхщх шпра^ак^Бфс^^ккгюве: сосшяяа тггсого соорухзааві из юмтккпдаго юкргшЕ, у:п2ватша, что рецжйогашия тюакшпи стрсштллва ютотягг фсрлііржль кзгкрга здааюе НДС шшпи пуіем рзардегазии зязетпш арюфскші и ьсркосапшам и горюапаяьіюмі шяраалани, а это, в сшо очереда мажет ажссбавакпь сзказиго: хргз&т.^ргос»'; даформзщщ оаюкзан н ішшію шзффйщетіш -жха

7. При іізличии шср»ых жикмзчгаях геясшгакй оиоичеекяшо выбор типи арьофоваша сос^жагая осущаявляеіся с позади юс зкоготгксяжі датссообрзяюсш.

8. Разрабоїанса млодіка оценхя усгсйчішзсш грсфавагавд; дорпоаэткских ьвсьнкй реашшкип ш оснсеє лшетзиашсга вдфгсгшааогсі

грхргм?.шсго камплзсса «С05М03/М» и буд?г изафеда. в Нигере іри іфоешравзнни пщракхш'Ехзак аиружэии:

0»$ж сдашзых в пгчзть ребігг ш теигдаспр пшігз:

1. Шдцуш К. III, Ещгнмз О. Ю, Кіш. А X.. Нзсьяъ прх^яггст іа Патент от 26-111597 г.

2 Ещеша О. Ю, Мазо. А X. Аішиз фшырационных особсшюстш фжяруіпоет; пжгош Труда КГАУ, вьлі 364 (392) 1598 г.

3 Мало - Абзри Х^рра Усіювия стрсми&акі водждойсгвёшык сот шш в роаі)€іике Нигер. Труда КГАУ, шп. 354(392) 199ІІ г.

4. К. Зі. ЗЬж&ііі, Мак). А К Агоі)55 с£ йтг гаїіатосі Ъу&аЁс епркоіїо

ссге&ігізот. 12*' Абісзі ге^огеї ссгіегеш;. Сксйхігкз йг йм&р.^ А£ка ЮАР 1214 Апрели 1999 г

ЛР 020818 от 20.09.93. Подписано в печать 13.11.98 Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Ризограф.

Уч.- изд. л. 1.0. Тираж 120 экз. Заказ 230

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета 344022, Ростов н/Д, ул. Социалистическая, 162

¿/•м-г/шб-/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Мадо-Абари Харуна

УСТОЙЧИВОСТЬ ЗЕМЛЯНЫХ СООРУЖЕНИЙ, АРМИРОВАННЫХ ГИБКИМИ И ЖЕСТКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Специальность: 05.23.02 -Основания и Фундаменты

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: Академик Международной Академии наук высшей школы, Доктор геолого-минералогических наук, заслуженный строитель России и Кубани профессор К. Ш. Шадунц

Краснодар -1998

СОДЕРЖАНИЕ

стр

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК НИГЕРА 9

1.1. Географическое положение 9

1.2. Геологическое строение 9

1.3. Климат страны 10

1.4. Гидрография 13

1.5. Обоснование выбора створа плотины Кандаджи 14

2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ АРМИРОВАНИЯ ГРУНТА 16

2.1. Краткий исторический обзор и принципы работы армогрунта 16

2.2. Древние сооружения 16

2.3. Современные сооружения 20

2.4. Конструкции и области применения 25

2.5. Используемые материалы 28

2.6. Анализ физико-механических свойств грунтов тела плотины

и оснований 33

2.7. Экспериментальные и теоретические исследования 48

2.8. Методы расчета 52

2.9. Выводы 59

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 61

3.1. Постановка общей задачи исследования и обоснование

избранного способа моделирования 61

3.2. Анализ физико-механических свойств арматуры 64

3.3. Моделирование работы армированных насыпей 66 3.4. Выбор основных условий подобия 70

3.5. Методика проведение экспериментов 73

3.6. Результаты экспериментов 79

3.7. Практические выводы и рекомендации 86

4. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО РАСЧЕТА НАСЫПЕЙ, АРМИРОВАН-

НЫХ ГЕОСЕТКАМИ 88

4.1. Обоснование выбора метода расчета 88

4.2. Обоснование выбора расчетной модели грунта и

арматуры 90

4.3. Методика численного расчета насыпей армированных

геосетками 97

5. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИЙ СТРОИТЕЛЬТВА НАСЫПЕЙ, АРМИРОВАННЫХ ГИБКИМИ И

ЖЕСТКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ 104

5.1 Учет армирования сооружения 104

5.1.1. Расчет армированной насыпи под действием

собственного веса 104

5.1.2. Расчет армированной насыпи с учетом действия

внешних нагрузок 125

5.1.3. Анализ рациональной расстановки жестких элементов

армирования 137

5.1.4. Расчет жестких элементов укрепления на действие

вертикальной силы 142

5.1.5. Расчет сечение укрепляющих элементов 146 5.2. Расчет армированной насыпи с учетом действие фильтрационных

сил 148

5.2.1. Анализ фильтрационных свойств грунтов 148

5.2.2. Анализ фильтрационных свойств геотекстилей 151

5.2.3. Анализ фильтрационных свойств армированных насыпей

5.3. Анализ эффективности свойств предложенной системы армирова-

ния. 162

5.3.1. Расчет устойчивости откосов грунтовых плотин 162

5.3.2 Экономическая эффективность. 165

Основные выводы 170

Литература 172

ВВЕДЕНИЕ

В связи с нарастанием необходимости Нигера в области мелиорации и водоснабжения и выработки энергии вопрос строительства земляных гидротехнических сооружении, в первую очередь плотины Кандаджи, из армированного грунта очень важен и актуален для страны.

Основные принципы армирования грунта использовались человечеством с давнего времени. Однако интерес к этому вопросу существенно возрос в связи с появлением в частности пионерной работы Анри Видаля/ посвященной созданию армированного грунта.

Основными достоинствами таких конструкции являются непринципиальная простота, легкость возведения, долговечность, снижение стоимости строительства за счёт использование местных материалов, что определило технический и коммерческий успех их практического использования.

Доказано 'что уровень разработки современной концепций армирован- ^ ного грунта мог бы быть более высоким. Однако сложность его развития связана не с потребностью в совершенствование теоретических основ, а в разработкой норм проектирования технических условий и приёмов, без которых не может быть создано экономически эффективное сооружение.

Первооткрыватели современных систем армирования грунта, понимая это, вели работы с учётом установленных методов оценки надежности и контроля над качеством конструкций.

В настоящее время существуют признанные условия и нормы проектирования конструкций из армированного грунта, а технические приёмы доведены до уровня, который соответствует общепринятому в

инженерной профессии.

О высокой эффективности применения армогрунтовых конструкций свидетельствует тот факт, что объём изготовления синтетических полимерных материалов в мире с 1970-го года вырос в 100 раз и в настоящее время

составляет более 500 млн. м в год из которых, 70 % используется для сооружения земляного полотна. В последние годы увеличилось и количество теоретических разработок в области применения армированного грунта однако они еще не охватывают всех аспектов и областей практического использования.

Как показывает опыт российского и зарубежного строительства, успешное возведение армогрунтовых сооружений на 25-60% зависит от принятых четких конструктивных решений. Разработка эффективных конструктивных систем обеспечивает успех, без которого сооружения из армированного грунта останутся интересной академической игрушкой.

Экономический вопрос, возможно, является наиболее спорной частью. Признано что рыночные и финансовые условия изменчивы, поэтому экономичность любой предлагаемой конструктивной схемы армирования грунта должна увязываться с соответствующими обстоятельствами и условиями.

Целью диссертационной работы является, разработка прогрессивных конструкций, методов расчета и технологий возведения, грунтовых плотин с применением различных армирующих элементов. Например, в качестве армирующих элементов в нижней и верхней части насыпи предлагаем использовать материал, работающий на растяжение (геотекстиль или

о \ о

полосовой материал), в средней части, где происходит смешение грунта, в качестве армирующих элементов укладывать жесткие конструктивные элементы (железобетонные балки), пересекая поверхности скольжения. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие конструкции и методы расчета армированных насыпей и выявить нерешенные проблемы;

2. Сформулировать общие подходы и принципы совершенствования конструкций и технологий строительства армированных насыпей;

3. Исследовать механизм разрушения армированной насыпи;

4. Разработать методику расчета и критерий оценки оптимальности различных схем армирования насыпи;

5. Разработать новые эффективные конструкций и технологии строительства армированных насыпей.

Теоретической базой диссертационной работы служили положения и методы: механики грунтов, теории упругости, деформационной теории пластичности и теории подобия Модельные исследования проводились в лаборатории механики грунтов кафедры оснований и фундаментов Кубанского Государственного Аграрного Университета. Исследование механизма разрушения армированного откоса проводилось методом эквивалентных материалов по рекомендациям, разработанным в институте механики МГУ и ПНИИИСе.

Напряженно-деформированное состояние обычных откосов и армированных насыпей исследовались методом конечных элементов (МКЭ). В качестве базовой была принята модель нелинейно деформируемой упругопластической среды. Реализация программного обеспечения проводилась с использованием пакет комплексных программ COSMOS/M. Для проверки алгоритмов произведено сравнение расчетов с результатами натурных и лабораторных экспериментов полученных рядом авторов.

Научная новизна работы представлена следующими положениями:

1. Разработана усовершенствованная методика анализа устойчивости земляного сооружения, армированного гибкими и жесткими элементами, на основе сертифицированной программы численного расчета методам конечных элементов;

2. Разработана методика оптимального распределения геотекстиля по высоте земляного сооружения, обеспечивающая максимальное использование возможностей материала;

3. Применена теория арочного эффекта для установления оптимального расстановки жестких армирующих элементов в теле сооружения.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том

что:

1. Разработаны эффективные конструкции и технологии строительства армированных насыпей, позволяющие сократить расход арматуры, увеличить крутизну откосов и долговечность плотины, сократить отчуждаемые площади земли при сохранении заданной устойчивости сооружения;

2. Разработана программа по расчету методом конечных элементов НДС армированных насыпей, которая дает возможность при проектировании определить оптимальное расположение армирующих элементов в массиве сооружения;

3. Результаты проведенных исследований дают возможность внедрить в практику проектирования более точный и обоснованный расчет армированных насыпей, обеспечивающий полноту использования свойств армирующих элементов, базирующийся на стандартной международной методике.

4. Разработаны практические рекомендации по предотвращению катастрофических разрушений армогрунтовых сооружений с жесткой облицовкой.

Разработанная методика оптимизаций и расчета армированных насыпей была воплощена в программе COSMOS/M для расчета НДС армогрунтовых плотин.

На защиту выносится:

1. Методика оценки устойчивости армированных гидротехнических насыпей с использованием компьютерного моделирования;

2. Разработанные конструкции и технологии возведения армированных насыпей;

3. Результаты расчётов методом конечных элементов НДС армированных насыпей и предложения по определению оптимального расположения арматуры;

4. Разработанная методика и результаты моделирования методом эквивалентных материалов процесса разрушения армированных насыпей.

Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение

По теме диссертации сданы на печать 3 работы одна заявка на изобретение.

Теоретические и экспериментальные исследования проведены на кафедре оснований и фундаментов Кубанского Государственного Аграрного Университета в период с 1995 по 1998 г. под руководством Академика международной Академии наук высшей школы, доктора геолого-минералогических наук профессора Шадунца Константина Шагеновича, которому считаю своим долгом выразить благодарность за постоянное внимание к работе.

1.Физико-географический очерк Нигера

1.1.Географическое положение.

Республика Нигер расположена на северо-востоке западной Африки, в тропических широтах северного полушария. Это одно из крупнейших по территории государств региона. Страна простирается на 1300 км с севера на юг (между 11°3?' и 23°33 с. ш.) и на 2000 км. С запада на восток (между 0°06 и 16° в.д.). Площадь - 1267 тыс. кв. км.

На севере Нигер граничит с Алжиром и Ливией, на востоке с республикой Чад. Границы с ними проходят по каменистым безжизненным сахарским плато, а на крайнем юго-востоке по оз. Чад. Южные соседи Нигера - Нигерия и Бенин. В восточной части, граница проходит по р.

о

Комадугу—Иобе, а значительная её часть по реке Нигер. На юго-западе Нигер граничит с Буркина Фасо, а на западе - с Мали.

Нигер принадлежит к сахельским континентальным странам западной Африки / 32 /. Арабское слово «сахель» означает «берег», в данном случае берег пустыни. Страна находится на южной окраине Сахары, в полосе пустынь, полупустынь и сухих саванн, что предопределяет особенности её природных условий.

1.2.Геологическое строение.

Территория Нигера представляет собой часть Африканский платформы, фундамент которой сложен докембрийскими кристаллическими породами-гнейсами, сланцами, гранитами, перекрытыми на большей части страны осадочными чехлом палеозойского, мезозойского и кайнозойского возрастов. На правобережье р. Нигер (плато Липтако) докембрийские породы распространяются на площади, превышающей 30 тысяч Км2. В окрестностях г. Тера, нижнем течении р. Сирба, вверх по течению р. Нигер от Ниамея, древние породы выступают в виде скалистых холмов.

На юге Нигера они выходят на поверхность, и занимают 7 тыс. км2. Два ряда гранитных холмов - останцов, возвышаются над окрестными дюнами. Гранитные холмы-останцы встречаются также в пустыне Тенере и в районе оазиса Кавар на северо-востоке страны. В результате серии морских трансгрессий на докембрийском фундаменте. В западной, южной, и восточной части территории Нигера сложились мощные толщи морских, озерных и континентальных осадочных отложении различных возрастов. Мезозойские и третичные отложения в ряде районов Нигера перекрыты. Мощными четвертичными скоплениями песков на равнинах к западу и востоку Айра. В четвертичном периоде на территории страны трижды проявились смены аридных и влажных эпох. Последние - (плювиалы), некоторые геологи связывают с оледениями в Европе современными и свидетельствами (плювиалов) являются продолжающая сокращаться поверхность оз. Чад и сеть реликтовых в ряд районов страны.

Длительные геологические процессы интенсивная эрозия рыхлых осадочных пород поздних возрастов привели к выравниванию поверхности на значительных участках нынешней территорий Нигера, что придает рельефу. Южная часть страны, на всем протяжении с запада на восток, спокойна и, по определению географов, имеет монотонный облик. 1.3. Климат страны.

Климат страны жаркий сухой обусловлен её континентальным положением близостью и экватора. Средняя годовая температура, по данным метеорологических наблюдений за 1960-1970 гг., составляет 22°С. При постоянстве и обилии тепла, для температурного режима Нигера характерны значительные сезонные и суточные амплитуды колебаний температур. Среднегодовые амплитуды температур увеличиваются по мере продвижения с юго-запада страны на восток и северо-восток.

Средние суточные колебания температур на большей части территорий составляет 15-18°. Времена года в Нигере, как и в других сахельских странах выделяют не по термическим показателям, а по режиму атмосферных осадков, сменам дождливого и сухого сезонов, продолжительность которых зависит от широтного положения того или иного района. На режим осадков воздействуют два противоположных воздушных потока, большую часть года с октября по май преобладают сухие северо-восточные и восточные ветры. В мае - июне их сменяют юго-западный муссон, приносящий более влажный воздушный массы с Атлантики. В декабре - феврале восточные ветры несколько ослабевают, на смену им из северной Сахары приходит холодный континентальный воздушный поток. Соответственно этой смене ветров здесь различают три сезона: сухой прохладный, сухой жаркий, и дождливый. Сезон дождей значительно короче сухого.

Сухой прохладный сезон длится с конца ноября до середины февраля. Температура подает до 5-10°С, а на севере страны до заморозков по утрам и вечерам, где она составляет 13-15°С. Однако к полудню ртутный столб поднимается до 32° в южных районах и 27° в северных.

В конце февраля начале марта начинается длящийся до июня-июля сухой жаркий сезон. В мае-июне температура днём в тени повышается до 35-40°.

Ночами она не опускается ниже 25° тем не менее, начало сухого сезона переносится легко из-за низкой влажности.

С харматтаном связано особое атмосферное явление характерное для сухого жаркого сезона в странах сахеля.

Осадки на территории страны распределяются неравномерно как в пространственном отношении так и во времени. В северных и северовосточных районах ежегодно выпадает менее 100мм осадков. Все дожди приходятся на июль-август, по мере продвижение с севера на юг количество

осадков постепенно увеличивается. В центральном и южном районе средне годовое количество осадков составляет 250-550мм дожди идут 2-4 месяца.

В восточных районах южного Нигера локальные засухи частное явление даже в засушливые годы, только на крайнем юге на границе с Бенином выпадает 600-800 мм и более осадков, главным образом с мая по октябрь число дней с осадками более 65.

По количеству осадков на территории Нигера можно выделить две основные климатические области. Первая - сахарская и субсахарская, которая занимает обширное пространство на севере и северо-востоке. Это зона тропических пустынь, для которой характерны большая сухость воздуха, очень высокие дневные температуры и значительные (свыше 25°) суточной амплитуды колебаний температуры и годового количества осадков 150-200 мм.

Дождливым сезоном длящимся 2-4 месяца. Полуденная жара здесь также может достигать 40°С, велики перепады дневных и ночных температур. Таким образом, большая часть территории Нигера относится к аридной и семи-аридной зоне, которая отличается высокой степенью засушливости.

В Нигере потенциальное испарение достигает 2000-3000 мм в год что в несколько раз выше годовых сумма осадков. Характерная неотъемлемая черта климата с