автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Влияние механической прочности обломков на прочностные свойства обломочно-глинистых грунтов, используемых в качестве оснований зданий и сооружений

ДШШШОСТОЧШи ГОСУДАРСТВЕННЫМ ТЕШЧШШЛ УНИВЕРСИТЕТ

21а яряпах рукописи

Добудько Ольга Вяхал^елна

УМ 624.131

ВЛИЯНИЕ ШЖЯЕСКОа ПРОЧНОСТИ овложов НА ПКШОСШЕ СВОЙСТВА ОЕЖШ'ШО - ГШЙСТЫХ ГРШТОЗ, ИСПОЛЬЗУБШ В КАЧЕСТВЕ ОСПСВ/ЛКИ

. здания к соошшш

Специальность 05,23.02 - "Основания и фундаменты"

Автореферат диссертации ва соискание ученой степени кандидата технических «аул

• Владивосток 1993

Работа выполнена в Дальневосточном научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте по строительству ¡-ишстроя России.

Научные руководители: Засл. деятель науки к тешака РС5СР, доктор гехнпческах наук, профессор В.М.Седоров

доктор технических иаук, старший научный сотрудник * Ц.А.Айбасов

С^шшлшие оплот ¡ти:доктор технических наук, профессор И.А.Коновалов

кшададат технических идук,

С;Н-С. Й.Д.КовЯЛЕБСХИи

Ведущее продзраятие: ¿]ра«орсхаа трест ишевиарно-строагелышх нэцскашШ (ИриморТИСИЗ)

Защита состоится 23 февраля Х9ЭЗ г» з Ю00 часов на заседала« саеа^аяазированного совета К 064.01.04 при Дальневосточном Государственном технической университета г. Бдадивосто-:, Красного Знамени, 66, ауд. С-80?.

С диссертацией могло оэнаясыатьсл в иаучио-г<иишчоско2 оиблаотеяе улцдэрентета.

Просим Ьас дриняН участив в эоаите а шшршшзд Ешэ отзип и двух вкзмнмярах яо адресу: 630014, г.Блшшсстоя, ароспе лесного 6в, УчоиШ совет К 0G4.Ul.Ci4

Учений сохротарь ... • , ВЛЛу-ло»

чодшишэародошого совета- .

А

ОБВДЯ ХЛРШЕРИСТИКА РАБОТЫ

Аагуаяьность томи. При застройки территорий го слога ilt.* ropitcriri ролье<*си возникая? задачи, свлзышне с обес-Еюпвикги устойчивости сооружений, располо:?этнвдх на горних спло-> 1!ая н ях проскткровашй!!, Надобность репения таких эпдп.э порву» оэдродь, осрзделлется пра?илы>.остьп к достоверностью ousiuxsi ^акгоггдг пграгзгроэ гругггок.

Судастьуспнэ доxyreiirst (СКиП 2«02,.Л1-В3) содержат тпблппл îcP'-'îtûbû'c; (прочности«: и дг^огкаткянкх] жврздтзристик только yta "©st®" пэспают и тиевлто-гдтитьпс рруитсв. Одиахо rnm-i' »pymtu r-отрочзятся довольно р^дко, о то аренд ппк дресвян'л.Чгрп-; nil низ) грунты с раэлнчккч соцерюшкем п : о п дт о - г1 л п .ч cr or а к п гс-много злполгатбдя распространены восьня сироко. !Ь для ;пнх ои-ïoa груш он дсгтоирк^э значения про«шос«ких и де^ормвтииних хп->6Rîopesî.îs нош опропшгать на основа полоних испытаний» Кпип-геясньми «сследоааннлш;, ррородигмш с дэдьниисе, пниис, и фуггх срганоасаях, бияи уетагаалока связи наяду физике кича и |р0чивстшгет сгййлтваки драсвшдгх (граяийнт-яс) грунтов с тисп;»-rtM п.гешегк*'эвпоя!гатало?1 (нмзнуетпе и дедър&Изем для краткое-'П о5ло?лзч1й}-тстза?о-гли1ис^л грунгм - ОПГ). Ешо кыяпжьо, что [ основной факторам, мн.ткнэ) на прошостнцэ характеристики ОПГ ■руитоо> отнесется сдадуеткэ : процентное ссотногюнкз заполниголя Р| ) и сблоикоо (pj ) (по илссэ), прочность clmcwoo, число плас-•пчности { ) я вонсисмкцил { J ' ) зитолни-гочя, плотность лохопнп грунта { 9 ). Орсшдогями кссяо даканиями В.ИЛчдоропа I др» бнлн уст/июзлс'ни пахзгюю корроляпионн-ле связи ьштду удельны сийпхсилэи ( С > и углом снупмииего трелив ( $ ) с. одной тойона и npctwimass соатногйииэи обяоаяов и заполнители, числоч !Ллс7мчноегй и коискстс»циеЯ заполнителя - о даугоя.

Было установлено тахкз, ото, в общем случае шхаяическая прочность обломков оказывает весьма существенное влияние на прочностные свойства к рун оз. В связи с принятым для алроксима-ции С с физическими параметрами грунтов вида С ; логарифмическим уравнением неизбежно следовало, что при шлом процентной с^деркашш глинистого заполнителя (ивнев 105?) С должно стремиться к чуди. Однако» по опытнда даинш, даже црп очень прочных обломках и полной отсутствии заполнителя С ка равно нуля, а с уменьшением прочности обломков значительно увеличивается. Каи показывают расчеты, отличиэ С всего иа I яПа от нуля ведет к увеличат!» расчзгного сопротивления грунта основания й. ка 45-65$. Поэтому» прогноз удэльного сдапления грунтов с Сольаим содеркашз« обломков все еигэ оставляв« значительные неиспользованные резервы пасущей способности»

Наотоядая работ- вьаолнялась в соотвзгсгвии с Орограгзгой по роноши) отраслевой каучно-техначзской проблемы 0.55,00.111 Госстроя СССР "Разработать ноада и усовершенствовать существующие метода и тсхничэсяиа средства» обеспочмазощиа поЕШэгето качества, сокраязнка сроков шеквизрнше шискшшй для строительства в сложных природных условиях а рационального использования одру-калщ'ай среди" (задание 01,01.04) я перечня бвдгзгно-договорнш: НИР, ' ''

Ц(3льв рабогы является установлен») свяаэй шцау шханиазсаой прочностью обломков и прочностнши парааэтраки обдошцко-гяшшс-тих грунтов, в той ®ехз с области'малого содержания глинистого заполнителя, I; разработка Таблиц нориатнввых вначэний прочностных характеристик обломочно-глишетш: грунтов с учатоы кэхшичзской прочност.. со'лоиков»

Задачами исследований являлись:

' I. Анализ и обобщение результатов предаествухших работ и юстановка задач настоящих исследований.

2. Выявление степени и характера влияния механической прочности обломков ка прочностные свойства сбломочно-пшевато-гли-щсгмх грунтов.

3. Разработка простой и надежной методики определения п; оч-юсги обломков неправильной формы.

4. Установление надежных корреляционных зависимостей метду еханической прочность» обломков и прочностными характеристиками блоиочно-пыловато-глм«тнх фунтов,

5» Разработка пластических рекомендаций по уюту влияния н<>-шг.теской прочности обломов нп прочность*; свойства обломочно-ылэг.что-глитютых грунтов в развитие и в составе усоверэрнст-вваняой Методики опенки прочности и сжимаемости крупнообломоч-■хх. грушоя с пьловат'-л и гякнистим заполнителем и пылеватнх и ssiimcrux грунтов с крутшооблечточкьтя! включениями,

51 о т о д и и с с я о д о с а н и П.. Исходя из аналипа юрегянного состояния вопроса к имевшегося <]якт»пксксго ма гейта,а качзетво теооагяпвеккх предпосылок исследоввиий били прими полог мел "Нотодик:« оцзнкн прочности л еятч^здети крушм-1яо«счннх rpyirrcs с лташетта зяпол.тлтаяен и гдынстих грунгои хрупиосблоиофцзм. в&тяттяю'* (ДальНЛ!С, П777), основан'.!« нспояьзорлнкн $нзн<гзскога эквивалента СНГ npyirra (см.яи-).

При иссядавгшми связеЯ нэяду Аилич-гским и прочносткши ойстваия ОПТ грунтоз бш ксполмовгш пршзд'п стабилизации пч-аэшз« на экстремальных уровнях,

Экспорюмнтаяьиап часть исследований била построена с исполь-ваняеи илтода планирования эксперимента. Обработка розулычтоа sr.<vHW3»«oa осуществлялась с исподь?осй»швл методов мат-: маг •■'•;>-эй стлтистихи as SB?J SG-I020«.

Опыты по опродолонш прочностных характеристик вались по "открцтоП" схема по изтодико сдвига по фиксированной поверхности на малом сдвиговое приборе и на крупноиассггабншд сдвиговом приборе конструкции ДальНКИС (диаметр образца 500 ма)„ -

Для сопосг-авлэния и прогэрни доннах лабораторных опитов и зависимостей, установдэшшх на их основа, использовались розул! тати полевых испытаний, выполненных ПркшрТШИЗ и ДальТИСЮ»

Научная новизна работы заключается в ела-дущем:

- ус танов лани количесгвенныо зависимости иевду ызханншекой прочностью обломочного материала и прочносгндаи свойствами ОПТ грунтов;

- уточнена зависимость иззду прочпостнши параметрами я физическими характеристиками кошюшнтов ОПТ грунтов при содержании в грунте облоу~щюго натзрпала 7£$ И сиио;

- дана надежная иетодшеа оцзшш шханичоской прочности сб-лоыков напровядькой фориы.

Практическая ценность работы состоит б тон, что шершэ били разработаны Таблицы нормативных значэниЯ прочностних характеристик и расчзгных дашхашШ ОПТ грунтов, содзржадах облошш различной прощасти» Это поаволяэт при расчоте гюдпорнше конструкций задавать параметры сопротивде-ния сдвигу, близкие к рзальшм, что повышает надежность соорута-ний.

Результаты исследований могут-бить использована при инжзпер-но-геологичзских изысканиях и в груитоацх лабораториях, и дая прогноза Ь и V? при предварительных расчетах оснований зданий всех ¡а 1С с о в, и окончательных расчетов оснований зданий и сооружений П и 01 класса и опор линий электропередачи вне зависимости от класса»

Основные результаты исследований огреяены в Методике ЬльНйй оценки прочности и сжимаемости крупнообломочтгх грунтов ! пылеватым и глинисткм заполнителем и ¡шлевитых и глинист1« •рунтоп с крупнооблоточныни вкллоднняни (Ы.,Стройиздат, 1Ш9 г.),

Реализация работы осуществлена Приморским "рестом шсгонерно-стронтольт/х изыскания при оценке строительных ¡войств грунтов основания девятнадцати граядакскнх сб^-октои в '.Владивостоке, из когорь/х построено и эксплуатируется 12.

Апробация работ и. IV исследопаннш в работе (опросам били сделаны доклады, одоброннке на зональных нпучно-ехническнх конференциях 1083, 1904 л 1965 гг.(г,Владивосток), и зональном научно -т ехни V? с кем семинаре по я спрос ад инженерной ■оологии к июгеиерно-строитеяьгаас изысканий в г.Срердловске, £86 г,, на научно-техническом семинар ичжвнерно-геолсгичоскоа I гидрогеологической секции НГС ЛТШС (г.Москэц, 1966, 1906 гг.; а Г-лучио-твхж'чС'КС!! сяк'/кпрс сскцки сснований и [ЙСИ {Днепропетровск, 19В8, 19Э0 гг.).

Основное содержанка исследований отряжено в II печатных рл-отох.

Объом работу. Диссертация состсит из вводе лип, ами глав п ааыгочоюи, излояаннкх на 191 листах машинописного екста и иллюстрированных на 47 страницах ркоунхпии и тчблипони. иблиогравия содеранг 131 няимаиовани«. филохЕнке к диссертации остои* из 37 страниц.

С0Л?.Р1ЫН>Е РАБ01Н

Во введонни показана актуальность выбранной гоми, тапятся «аль и задач» исследований.

В первой главе анализируется современное состоите опроса.

Вопросами влияния состава и состояния ОПТ грунтов на их прочнссгт« свойства посвящены работы Л.А.Лвакян, Б,П.Вкхарэаа, ЛГ.Тулинова, А.И.Шеко, ASV Лукецкого, З.М.Доброт и других авторов, Эти работы били направлены в основной на рошенио конкретных задач гидротехнического и дородного строительства.

Крупнш исследования по изучзнив. ¿[¿¡зико-ыехаштеских свойств кругшообдомочнцх rpyiroa с различным заполнителем проводились в ПНИЖз (Москва) м ДИСИ (Днепропетровск), 1Ь результата« проведен-1шх исследований в основном определились принципы, которым додай отвечать установка для провздошя испытаний природных крупшобло-мочних грунтов на сдвиг. Сдзлану обоснования п волишше зазора между кольцам срезного прибора при сдвиговых испытаниях и к ¿это дико проездения экспериментов по олредеяощэ прочностная адаето-ристик крупносбломочшсс грунтов с песчашм заполнаталзм, разработаны классифигацноищз схемы ОПТ грунтов,

Послздоватедьнш жошыюшщэ наследования флзико-хэхаличзскшг свойств ОПТ грунтов проводятся й Дальневосточном HI-2i .no строительству под руководством профессора ВаИв&ДОрова„

В результате предыдущие исследований были 'твшот осиови® факторы, влшетиз на строит сяыш свойства ОПТ" грунтов, установлены основнда законогларностп лзмешшш прочнэсткьсс свойств и клас-еш^шациогаго схеш itx работы» Установлен обобце№£й фкзичзсшШ эквивалент (Сидоров B,IL» 1963), позадяяэдиа а кошлзкеа отражать фнзнчэскиэ параметры сложного грунта« ,

' m

гдз F} - процентное (по ыассе)содержание пила ваг ого или глинистого эалолштеля d грацулоиетричзском составе грунта;

Рг - то ж@, крунних облоыкоз;

Zip - число пластичности пшгаватого или глинистого

заполнителя с долях единицы» Uь - показатель текучести г.нпэватого или глинистого заполнителя в долях единицы. Коэффициент ¡1г лвилен егкэугаим параметром между фкэически-;i и иоханичееккга характеристиками грунта о Методике оценки п: оч-зстккх к дефорыативких сеоЯстз ОПТ грунтов но их фкзкчпскнм ха-iKVep:icTi(Kf?w, разработанной в ДдльН111!Се.

Однако, в оснотк уравнениях, нспольэумихся в Методики >и сценка гпхакических сроР.ст» грунтов, прочность облоь'чов, су-»стсенко блигакчоя иехашигскке споПетва грунтов, у^ои'квае;а\-

: испосрздствзнко, Q ЧЗрвЗ поя'рйвочт«! хоэ-$фШШОНТ11. Hpf-MtX} КО{>-»MUKOfflfVS уравноюш, ССЯЙШИОгаИО ПРОЧНОСТЬ об.ЧОМКОЗ с ¡лгкиии-

¡зкяки херантгристикоми О [¡Г п.унтог; 1:0 были получеем» Более го-ко сучостиует об!*">прин:п'ой .постоъчгрной иегедкки оценки «сха-.»ггекой 'IPOWDCTI! ОбДСЖОП |?СПРДВ1«Ы!СП fapMtl. '¿ЗАЛОГИ тг.ки;! гогих:«. и получз1г.5а досгасзр^гс эарт'.моси>а urrsy ивхвиачвс-Ы» чцностьз сблс?.<коэ я про'шос: тяг-к хзгьхтврист ккчмк С!1Г гуунго» ami's я проблемой» требуздеЯ »юхония.

Нэстс пал работа явлпатса ьрлполг^ьиоя кдоиюкекке kcvw>~ кий, проеэд$зшх а ДэльШЗС э гечлш» лет, . Ео .агорой г п п. о описипипссл »'атоды кгсдидоаи-я сэязоЗ козду прочностнуни и фюи^сками сзопсгвама ОПТ грун-

Для устпноплэния слияния фнэпедсхЧх свойств ОТТГ грун:о» яп прочности» xap.ixfopucTRKit били нспольэоваш ко.челыпя ггунгч, пстсодило о каждом. котсрогнси случае полагать вполне оргогу--1чы» ГруНТЫ, КОКГрОЛИруСМУГ! яо плотности, ГРЯИуЛОМС f,'4!40ckcmj

:таяу к платности а» следовательно, представилась вогчгохнссть

объективно оценивать влияние какого фактора на маханичесаие сиойогьа ОН1 грунтов,

Г1рн исследовании свьлей лэвду физнчзсккми и прочностными свойствам" 01Г. грунтов бил прнионан ызтод планирования эксперимента, позволяющий использовать принцип стабилизации перомздншс (факторов) на экстремальных уровнях, Чисяедаш значения факторов на экстремальных уровн-х определялись, исходя из задания матрицы планирования эксперимента, составленной в соответствии с Д-опти.ш ним планом Вест-лейка, которыЧ дазт поз^ошость изучать одновременно влияние пяти факторов на работу системы.

Опыты проводились на модельных грунтах, содеряазих остроугольные обломки неправильной формы и различной прочности, Количественно прочность обломков выражалась чзроэ коэффициент истираемости ке (п,6.26, п.б.29 табл. 118 Пособия к СН;аП 2.02.01-83)*

В качестве заполнителя использовались супеси и глннц, При выводе корреляционных зависшосяей таказ использовались данные, ранее выполненных в ДрльШП£в сдвиговых испытаний образцов модельных крупноюбломочных грунтов с малый содержанием (до 15$) пыяага-то-гяинистого заполнителя.

Зазор швду сдвижными обойшши, устраиваемый для устранения трения в отой части прибора, назначалоя ышшиальши (для малого сдвигового прибора I мм, для большого - 5 ш). Таким образом, исключалось влияние этого фактора.

Результаты экспериментальных исследований анализировались с использованием следующих программ: программы корреляционно-регрессионного анализа "Коррад-77"; программы планирования экспериментов научных исследований "Д-оптташльный план" и программы многофакторного регрессионного анализа "йактор-84", составленных для ЗЕЧ ЕС-1020.

В третьей главе приводятся результаты иссле-аний общих закономерностей влияния отдельных факторов на проч-гныэ характеристики ОПТ грунтов. При изучении степони и характера влияния отдельных факторов прочностные свойства грунтов было проведено два цикла опытов, тояанх из пасти серий каядь'П, запрограммированных в соотвеч-ст-с иатридей планирования Д-опт«мыльного плана Воет лейка. В от-ьних сериях опытов менялось процентное содержание обловов кассе) d смэси от 202 до 90Я, плотность сухого грунта от до 2,3 г/смЗ, число пластичности мелкозема ог 4 до 20 и проч-ть обломков от о 0,001 до 0,5, Первый и второй циклы тов отличались диапазоном изменения консистенции заполнителя: ервои - от 0,0 до 0,5, во Егором - от 0,6 до 1,0. Математическая интерг.ре ганкя результатов опытов по Д-отн-ыюму плану показала одекпатиссть параболических моделей, ви-атоих àciBitmioc прочное нет характеристик (С , ^ ) 011Г нтоэ от их физических па?гм'.:трсв ;; гозголнлп получнть кпчесану» картину вза:»!сспяэел. На pv.c, I представлены харакгсгнш фики зависимостей прочносг'ннх характеристик грунтов от ^иоиип. х параметров.

Характер влияния физнчэсних характеристик грунта на его прочтя-свойства зледугаий.

Для всех позтажньпе сочетаний коклодактов грунта с увеличением .оришшя обломков наб^эдаетгя плавт/Д переход ог споЯзтв "чкето-заполииталя к свойствен "частого* сблоночного материала. При увеличении плотности сложения гзрочлостннп характеристики ита возрастают, il."и увеличении консисгеипии заполнителя и С и <-§ умень-тся. увеличении числа пластичности С побыеасгся, я ^

С, лПа;т

30

40 20

со \

а! \

\

ч

аз ■л

X1 р—

а« / / \

05 -' \

го (о во

во 'ют к %

С,кПя

80-Ы) ■ 45 20'

1

х<

05, -

. 1

'У

/

— 1

20 40 60 80 103

40-

го-

г"" <

го *о ео зо т

а) Обломки очень прочные, Ке^0,05

го № 60 80 б) Обломки непрочные, Не? 0,4

Рис. I. Зависимость удельного сцепления С и угла внутреннего трения от процентного содержания облоглкоз Р2 , консистенции заполнителя Од и прочности облоикоз 1»е . Эалогнктель ~ глина.

меньшаотся. Специфика свойств заполнителя проявляется при со-еркании обломков в грунте от 20$ до 89?. При дальнейшем увели-ении количества обломков влияние индивидуальных свойств запол-игеля на величину С и ^ падает и при содержании обломков 5-100? не проявляется вовсе, величины С и с? зависят только т прочности обломков.

Для грунтов, содержали* очень прочные ( Ке < 0,05) и прочие обломки (0,05 < кв ^ 0,2), при увеличении содержания обло-очного маториала (более 20$) С падагт. Для грунтов, содержа-их обломки средней прочности £0,2 < < 0,3), ыалопрочные 0,3 < ке 0,4) и непрочные ( > 0,4) при увеличении со-ержания обломков от 2Й? до 30(2 С несколько возрастает, а затгч ачинаег убывать, т«а» влияние прочности облояков проявляется угн ри их содержании ЗОХ. С увеличзниен содержания обломков в груш« 5 непрерывно возр^тает,

С уме гь'хенмем прочности сблодаоз С возрастает, а и? с4-еэ сопротивления грунта срезу X понихтзтея, причем пли.чмж? рочности обломков на С и ^ начинает проявляться >ц и сод-. >'.<"»■■ ии обломков 30? и Солее.

Адекватность моделей, построенных по Д-оптачмышму плану, одтворзщгбг эффективность использования метода планировании кспориианта пул исследовании вопросов 1К.ханики»гр}-нгоп и пас г эзкожность подбора .опткмйлыгого соогнссекмя компонентов грунта ри просктироганик искуссгее»пт оснопокий с зпданнычи свойствл-и.

ПроводенкыЯ затем для сравнения иаговай гог;>есс;!окшЯ! анали:« шпшх испытаний дал уравнения с высокими коэфкциекгами ь'ор; ; лл-нк я позволил оценить стеноп, влияния каждого ¿-актора (¡а прочное-кда характеристики ОПТ грунтов.

Определявшим фактором, влияющим на С и является относительное содерааниа (по массе) пыловато-глинистой составляла и обломочного материала Ст/Р^Ь Консистенция залолиителя и пр ность обломочного материала имеют второе и одинаковое по значи мости влияние на работу грунта при срезе» Причем, при содержа!! заполнителя , ;о 40$ определяющим фактором является его консисте ция, С образованием жесткого каркаса (содержание обломков 55$ , более) С к с§ практически полностью зависят от шхшшческой прочности обложов» Следд»чий по значимости фактор - плотность сложения грунта. Натазнзе значимым фактором (вводится в уроню-низ регрессии последним) является тип пнлевато-пштстого запей нителя (по числу пластичности)*

На основании зтих уравнений бала о оставлены таблицы кориат* ных значений С ц ^ ОПТ грунтов, содзрзшдик вклэчения обломков пород различно Г. прочности (ем.хабл.гл^б}»

В четвертой г л а к о представлены исследования прочности свойств ОПТ грунтов в диапазона малого содержания заполнителя (менее 15$)»-

Прк содержании обломков в грунте 85-1СС$ С и и} практпчоск полностью зависят от прочности обломочного материала» Поэтому дальнейшие исследования, с цальи сокращэния количества переданных, Белись с использованием физического эквивалента грунта М^ Эквивалент М^ , являясь интегральной характеристикой, в компле: се учитывает соотношение обломков и заполнителя, консистенцию и вид заполнителя и косвенно - состояние грунта по плотности -влажности.

По обоснованным ранее причинам, для установлена надежных зависимостей С ^ (М^ ; ке ) и о? (^г < ^е) и возможности количествонно учитывать прочность обломков при

оценка прочностных характеристик грунтов были проведены допол-нителышо серии опытов на образцах модельных ОПТ грунтов, содержащих от 83$ до 100% обломков (интервал значений физшгэского эквивалента (0,0^ Мг < 0,03).

«Детальное исследование области 0,0 0,03 позволило

получить надежные корреляционные связи 1.-еяду С и с одной стороны, и геханитаской прочность» обломнои, выраженной через К0) физически;.! зквивалентсм грунта М^ и консистенцией заполнителя 3/. , с другой.

Лппроксимчция значения удельного сцепления параболической сгукнцией

С - 14,2 + 122,0ке + 979,7 Мг - 15,8(1 + ^ ) -

(2)

-100, Оке + 7333,8 М х ■!• 0,0(1^^ )2+1,9ке-Мг

пегазаяа нпожесгвоюшй яоэф$ицдан* корреляции ^ - 0,974 • >и срздшкзздратичзсгсэ от!слонз!-;::е 5 =4,1 кПа.

Аппроксимация ЕначешШ угла внутреннего трения логарифмической £ункцизй похазаяа

• <5 « 20,0 Ке"0,П • Мг -°'01 (/1= 0,909; 5 с 0,Г76°) (3)

Анализ получзнннх результатов показывает, что в диапазоне 0,04 0,03 С с увеличением величины физического эквивален-

та грунта и снижением прочности обломков растет, а ^ и общее сопротивление сдвигу X уменьшаются» С увеличением консистенции заполнителя прочностные характеристики грунтов уменьшаются. С умзгмпонкем прочности обломков С повышается от 4,0 к11а для эчень прочных обловов ( 0,05; Мг= 0,0) до 40 кПа для не-

точных обломков ( ке > 0,4; 0,0)', ^ падает от 46° для

эчень прочных обломков ( ке < 0,05; 0,0) до 33° для не-

прочных обломков ( Ке> 0,4; М^ = 0,0). С дальнейшим уменьшением

прочности обломки как бы "рассыпаются", "исчезают", переходят в категорию заполнителя«

Установленные зависимости (2) и (3) поэволтыт с высокой степенью надежности находить значения С и в зависимости о прочности обломков ке , физического эквивалента МцН консистенции 0А в интервале 0,0 < Мг^0,03, т.е. как для ОПТ грунтов с н"?кич содержанием (до 1£$) заполнителя, так и для "чистых" щебенистых (дресвяных) грунтов (Рц ■ 0), представленных обломками горных пород различной прочности» Проведанные исследования позволили впервые обосновать Таблиц» нормати-ных значений прочностных харамористих крупнообломочных грунтов в зависимости от прочности обломков (в диапазоне содиряяния обломков 85? - 1005Й (сы.табл.гл.б).

В пятой глава рассматривается вопрос об определении механической прочности сбломкээ нопрацильной формы,

Судаствуааиа ьотода испытания сбямочного материала (ГССГ (3269-76 "!Дзбень, Могоды испытаний") ориентированы на определение , требуют сложного крупногабаритного оборудования и дапт издаст аточио точные результаты, т.к. для облоыког. неправильной формы Р1с прямо на определяется. Испытание обло^эи в полочном барабанз позволяет получить коэффициент истираемости обломков К р , надэкно хараягсризуваий 1Я}ханическ.ух прочность крупнообломзчиого материала« Однако эта прсетая методика является зэсьма трудоемкой» Поэтому дяя практических палей пгад ставляет шгтерес возможность определения дахаиической прочности обломков по значениям прочностных характеристик С ии? » получи ачих при сдвиговых испыгакнях.

Была проведена сория паралдзльнцх опытов. Точность обломков определялась испытанием на истарапш о пмочиом барабане,

а затем талой же обломочный мааериал в воздушно-сухом состоянии с размерами фра1.дий 2-10 км испытывался а сганд ртном сдвиговое приборе, Корреляционный анализ связей к „ ■ f ( и?) » ке я ^ ( 0 ) и ке» у ( "С ) дал следующие зависимости: К а • 0,05 - О,ОС + 0,00019С' ( 1 а 0,917; 5 - 0,07) (4)

Гра$:ивски зависимости 4 «• б и опитнда точки представлены на ряс,2, Графики на рис.2 показывают, то уменьшение прочности обломков связано с увеличением С и уменьшением значения и? и общэго сопротивления грунта сдвигу X .

Полуганныз зависимости (4) * (б) позволили обосновать для практического использования методику определения механической прочности обломков в зависимости от прочностных характеристик ( с , и? ) обло.'ясоз, содержащихся в конкретном грунте. Основные положения методики приводятся в тестой главе.

В аестой главе дшзтся предложения по практическое использования результатов исследований»

а) Оценка характеристик.прочности щебенистых грунтоз при отсутствии и малом содержании пылевато-глинистого заполнителя»

3 таблица представлены нормативные^ значения прочностных ха-ра'теристик, установленные на основе зависимостей (2) я (3) и уравнений пошаговой регрессии. В диссертации представлены таблицы с учетом прочности обломков для всего интервала изменения коэффициента истираемости (от к<^0,05 до > 0,4),

Исходными физическими характеристиками при определении нормативных значений С и опг грунтов являются: грансостав, в и-! и консистенция пылевато-глинистого заполнителя, плотность

Не ■ 1,009 - 0,019^ Ке - 1,09 - 0,007и

( 1 « 0,813; 5 а 0,12) (5) ( г = 0,725; 5 » 0,102) (б)

Но.тгго отметить, что в приведенных зависимостях раздельно Сии; имеют более тесную связь с , чем общее X .

е

I I II I 1 „ ¿ОМ 60 С, «Па

СП

I I I . „ НО КО Т.йПа

"ис. 2. Звсйсшюсти прочности обломков Ке от удельного сцепления С (п&рвбсштзсхдо}, угла енугр-^сгсго транзит (линейная) и сб^огс сопротивления гранта сдвигу X (при СГ « 100 кПа, ягисйиал)

колония грунта ), механическая прочность обломков по коэф-ациенту истираемости ка . Коэффициент истираемости обломков ггредзляэтся либо истл'ашйм на полочном барабане, либо по испы-аниям на сдвиг "чистой" обломочной фракции, отобранной из конк-этного грунта, по новой методика, изложенной юте.

б) Оце!гка мэханичзскоЯ прочности обломков неправильной фор-!1 испытанием па срез.

. Дня того, чгоЗы опрадолить коос£фщизнт истираемости обломков <в испияашйзм на срез отбирают "чистый" обломочный материал из робы грунта и проводят сдвиговые испытания в стандартном прибо-з в соответствии с ГОСТ 20522-75 с последующим определением поразившее значений С и нЗ * Коэффициент истираемости определяют э формулам (4) и (5), приведении« о пятой главе. За нормативное качение принимают среднее арифметическое величин по С н о 43 •

Результата исследований, яриведенниэ в настоящей работе, бы-и использованы при разработке усосерсенствопашгай Методики оцен-я прочисти п скикаеаости крупнооблокочннх грунтов с пшгеватым глинисты:* заполнителем и пылэватнх и глинистых грунтов с нруп-зобломочикми пклочониямл, изданной в 1939 г. (М. ,Стро^издат).

В 1983-1939 гг. производственная проверка разработанных аблиц при оценке прочностных свойств ОПТ грунтов выполнены трес-эми ДальТШИЗ и ПриморТИСЮ. Проверка проводилась путем сравнена парных определений С и цЗ , полученных по Таблицам и полевы-методами для аллювиальных, пролювиальных.и делювиальных грун-зв Хабаровского края, о.Сахалина, Пэтропавловска-Камчатского и иадивостока. За эталонные значения характеристик грунтов были зиняты значения С и , полученные по испытаниям на срез зтановкой УИ-00 с площадью среза 12500 см2 в соответствии с ТОСТ 3741-79.

Таблица

Нормативные значения удельного сцвллаил С, кПа и углов внутреннего тренкк град. Обложи с редкой прочности 0,2 < 0,3

падагаиованме заладни-таля и продели норда-ти&сл: значений его покьгитедл текущее?)?

ХараОТО-

рИСТИКИ

грунтсЕ С, кйа

Характеристики .^нтое при содержании крупных (частицы крупнев 2 км)

облоаков

'20 20

40

50

60

70 80 85 90 95 100

град.

С 30 34 33 32 31 27 27 24 23 22

Ч 29 • 33 34 35 35 ~7 37 33 33 38

С 23 23 гз 22 22 22 22 22 22 22

Ч 23 32 34 35 35 37 37 38 33 38

С 40 37 зь 31 32 30 30 20 28 24

г 24 31 31 Зо 37 37 37 37 37 38

с 31 54 33 31 29 28 27 27 25 22

ч 22 28 31 33 35 35 35 37 37 33

с 28 - 2В 27 26 25 ■ .24 24 24 23 22

* 19 20 29 31 33 34 34 37 37 37

с 41. 44 42 и 33 35 22 27 26

16 25 20 33 35 г? 3? 37 37 33

€ сЛ 34 зз- 32 30 29 23 27 23

15 24 23 3! 33 35 35. 37 37 38

с 25 £6 гь 25 25 24 24 24 24 22

Ч 13 27 20' 32 34 35 37 «V» С! 33

5 ТоО.О 4 Д. 4 0.25 01

® § 0.25 «Д. £ 0,75

~ 0,0 < Д £ 0,25 Ц о

1 К- 0,25 1 * 0,5 & г-

Ч 0,5 < Д < 0,73

С-1-<

0,0 4 Д г 0,25 а 0,25 <30,5 0,5 ' С? г 0,75

а>

22

39

Анализ полученных значэний прочности и сжимаемости показы-зает хорошую сопоставшюсть результатов определения С и 'Í ю Таблицам с данными полевых опытных работ, Косф$ип"ент коррекции 1шэет значение от 0,72 до 0,92.

3 сзязи с эти?.; и на основании п.2.16 СНиП 2.02.01-83 Методи-:а )'огзт быть применена для предварительных расчетов оснований ¡дашй и сооружений всех классов и для окончательных расчетов ■зповашй зданий и сооружений П-1У классов, слоканных крупно-блоночними грунтами с пьшеваго-глинистым заполнителем и пыле-ато-гдинистг'чи грунтами с крупгообломочнкми включения?.;!! аллю-иалыгаго, проязвпальноро,делювиального и олэвиального генезиса.

3 седьмой главе представлены технико-зко-ошгегскиэ показателя внедрения результатов исследований (в еиах 1990 г.). , ■ '

Материалы настоящих исследований вопли в усоБерпенствоЕан-ув редакции Методика ('J. ,Сгройпздат, 1939 г,)» Пршнгание усо-зрсспстзовакш!} Цогодияи позволяет получить экономический эф-как на стадии иляэнзрно-гбологячзских изысканий, так и на садни проектирования«

При щгге.черно-гзолвгнчзских изысканиях вкономичвсю .1 эффект гстигаэтся за счет суг;зстпешгаго сокращения полевых работ. Про->деяний расчзт сравнительной экономической эффективности для ;ксго ингзкзрно-геодогичзского элемента грунта показал, что соиошгоасхиЯ эффект о? внедрения Таблиц при проведении цзыска-¡льских работ составляет 5,5 тпз,руб. при сокращении трудо-ярат'на 15 чэл/днвЯ.

Расчет экономия сметной стоиыости крытого рынка на, 200 тор-IBUX каст (типовое гражданское сооружение) от применения Таб-[ц, в сравнении с проектированием по рекомендациям СНиП

2.02.01-03, показал, что экономия составлязт 4,0 тыс.руб. на 1,0 клн.руб, сметной стоимости при сокращении расхода материалов на сооружение фундаментов в 1,3 раза за „чат повкаашш расчетного сопротивления грунта основания*

За период проведения НИР результаты исследований внедрены на 19 объектах г.Владивостока с оксномичзскка с^фвкгаг! 150 тис, руо. при сокращении трудозатрат на 1067,0 чел/даой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная работа по теме "Влияние мехэничесхор прочности яоиноз на прочностные свойства обломочно-пнлевато-глиннстыя уптоз" дала следующие результаты: ^

I. На основании статистических данных1'по степени значимости дторы, влияицие на прочности^ свойства грунт арас по л я г ач т с я слодувщзм порядке:

- процентное соотношение (по массо) пылевато-глииистой сос-злявдой 51 гблоковдого материала Р^/Р^, предложенное профессо-и &Д0Р0ВКЛ В»Я» з качества меры грансостава грунта, является роделяюцш факторов;

- яонакетенция заполнителя является наиболее значимым фактом до образования четкого каркаса (Рд < 5С$),

- механическая прочность облокяов с образованием меткого .

»

ркаса (Рд >. 602) в основном определяет прочностные свойства унта;

- плотность елоавния грунта - следующий по значимости фактор; ' - тип пыяевато-гдинистого заполнителя (по числу пластичнос-

) оказызззг гсшхэньезо влияние на величину С и ^ . . 2. Устшшлено, что вякяш1Э прочности обломков на С и ч? оязляэте'я при содержании сблошеоз^ ^ ЗС$, При ^ очноемш' свойства ОПТ грунтов практически полностью зависят пзхани'эской прочности облсгасов* По мере понижения прочности ленкоэ и? я Ч. пошжпзтбя, а С возрастает.

3« На основе планирования эксперимента и использования много-кторного пошагового регрессионного анализа данных получены нажине корреляционные уравнения, связызаящие прочностные харак-ристики грунтов с основными пятью факторами, в том числе и'с ханической прочность» обломков.

4. Предложена новая, более совершенная, методика определен» С к ^ крупнооблоиочнъвс грунтов с малый содержанием пылевато-

глинисгого заполнителя и без него (100 ^ Pg ^ ;

0,0 ^ Нг ^ 0,03) с учетом прочности обломков, позволяемая бол

полно реализовать нэсущую способность грунтов.

5, Для практического использования составлены Таблицы норма тнвных характеристик для ОПТ грунтов с учетом механической проч ности обломков»

ó. 11а базе опытных данных к их татистичзского анализа установлены колиадственнь» гчязн между коэ$фнциэ1ггои исг1../аеиэсти характеризующим моханическую прочность обломков неправильной формы, и параметрами С и ^ крупнооблокочного грунта. Обсх нована новая методика оценки механической прочности обломкоз го коэффициенту истираемости испнтаниеи на сроз в стандартной сдвиговом приборе.

7. Нззультяты исслодованьй вошли составной чютья s усовер-понствованную Методику ДальНМИС ОиЭИКН ПРОЧНОСТИ К С"v'H0С7'¿Í крупносблэночных грунтов с лнцэватьм и глиннстш ззлолнитодам и пыяевагнх и глинистых грунтов с крупнсоблсмэчюил Бклйчзыяыи. На основе Методики разработка Допмшжв в "Пособие по проектировании оснований зданий к сооружений" (в СШ.-П 2.02.01-ьЗ). прод стивлкюоьзо собой ТтЗлицн no;îuiTHomix эначэний 1цсч.1«ст« и да-фориапиешилс характеристик г^доваго-глинистих грунтов с крупю-обла«очн№4и вкяшнклим и куупкзоблоючиьк грунтов с пшегато-глшшегиы заполнителе«.

tí. Пройодона апробация Таблиц s пршгют инжетрно-го osons-часких изысканий с сопоставлэнкаа характеристик, пэяу-шшуя по рекомендации Таблиц с пологьаи опродеязннлаи. Установлена luco-кая сходимость результатов при коэвфтшнгс корреляции 0,76-0,90, что свидетельствует о лядсннсси! рскоаанааций Таблиц, в той числе

иапазоне малых содержаний заполнителя < 10%). %' Применение Таблиц в области малых содержаний пылевато-нисторо заполнителя позволяет:

-получить экономический эффект при проведении изнскатель-к работ в разиере 2,0 тас.руб. на I инженерно-геологический дент грунта при сокращении трудозатрат на 9 чел.дней; - снизить сиотнуо стоимость типового гражданского сооружения :чзт повотенюг расчетного сопротивления грунта, в размере тыс,руб. на I ылн,руб. сметной стоимости при сокращении рас-?з материалов на сооружение фундаментов в 1,1 раза. 10» За период 1933-1987 гг» результаты работы внедрены на >бъектах в г.Бладиссстока с экономическим эффектом 150,0 тыс. гей.

Основные положения диссертации отражены гедущих работах:

I» Добудько 0»В. Исследование прочности облодачмо-глинистнх !тав на основе планирования эксперимента» В сб.Результатн 1йботок а сфорз строительства ка /Ельней Еостокэ за 1533 г. тн ик «иэдрения, Владивосток, изд.ДзльНШС, 1935»

2. Добудько 0»В» Сопоставление различных методов оценки згастн крупиосблилочик фракцкЛ грунта» В сб.Пути экономии риааьно-энаргети®ских ресурсов в строительстве зданий и у::э1::!й в района:? Дальнего Востока и Забайкалья, Владивосток, ДальНКИС,1984»

3, Добудько 0,В. Факторы, влияющие на величину удельного лания сблсночко-яылевато-глшзнстих грунтоз» В сб.Цути эконо-материалько-энерготичоских ресурсов п строительстве зданий орунепий а районах Дальнего Востока и Забайкалья, Владжос-

изд.ДальКИИС, 1984.

4. Добудько О.В. Влияние физидаскнх характеристик компонентов обломочно-пылевато-глшшстнх грунтов на их прочностные сеоГ ства. В сб.Перспективы ускорения научно-технического прогрэсса в строительстве районов Дальнего Востока и Забайкалья. Владивос ток, изд.ДальНШС,. 1935»

5. Добудько О.В» Определенна механической прочности обломке испытанием на срез в малом стандартном сдвиговой прибора* В сб. Перспективы ускорения научно-технического прогресса Б строитель стве районов Дальнего Востока и Заб айкалья. Владивосток, изд. ДзльНИИС, 1&Й.

6. Добудько О.В, Вдияниз прочности обломков на прочности«© свойства обломочно-пылавато-гдинистых грунтов* В сб.ГСэрскантива ускорения научно-тахничзского прогресса р строительстве районов ДглЬ(«го Востока и Забайкалья. Владивосток, иэд.Д:шьНИИ€, 1Ш5»

7. Добудько О.В, (В соавторство с йодоровны В, 11», Ш

В.Н,, АмикоооЯ Л.И», Алзхиной В.Г. и др.).-Методикаоценки прсч ности и сжимаемости крупиообломочннх грунтов с тдаиетш и глинистым заполнителем и щиаватьк к глинистых грунтов с крулиооб-лоиочнычи еышчзгаями. Владивосток, изд.ДальШ'£, Шв.

Добудько О.В, (В.соавторство с {¡здоровья Б, К,), Каучио-техничаекий отч^т по тока:"Провести научные исследований п разр богать усовераонс'»вова!1нуи методику оценгн прочности и сзакаесс ти крутыообломэчлюс грунтов с пцдеватш и глинистый заполнителе и пылззптнх и глинистых грунтов с круштоблоночюмн ¡ж&тт&ы Владивосток, нзд.ДгкьНЖ!,

9. Добудько О.В. Влияние иэханиизсхоП прочности сбгсисоо на прочное шнэ свойства обяоиото~г,ыявтго-глктстих грунтов. В сб.Гс>огроссив:ш типы фундаментов в условиях Восточюв Сйбигк и Дальнего Востока и пути их ёшдрошщ & и^оизгодство.Езя.я.кзос-ток, ичд.ДчяьШЗЙ, ■

10. Добудьте 0,В. (В соавторстве с Федоровым В.И., Шведо-I В.Н,, ЛмшювоЯ Л.И, и др.)» Методика оценки прочности и мазиости крупнообломочных грунтов с пилеватнм и глинист* ¡олнителем и пыле„атых и глинистых грунтов с крупнсоблсмочт;мп аэчениями. Москва, Стройиздат, 1989.

11. Добудько О.В. (В соавторстве с Федоровым В.И.), 'Габли-нормативных значений углов внутреннего трения, удельных с поп-го Й и расчетных сопротивлений пылевато-глииисгых грунтов с гпнооблонсчнши включениями и крупнообломочных грунтов с пыле-го-глинистым заполнителем с учетом механической прочности об-1ков» Владивосток ( изд.ДальНИИС, 1991.

Отпечатано ьа ро-^ащзыо 'ДзлУйШ Г. Ь-лкивооток,ул.Бородинская, 14 ;*акаа 3 2 от 15>.0Х.93 г. Та^аж 1оС экз.