Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

Зіяд М. М. Сальха

УДК 692.115

Взаємодія близько розташованих фундаментів різної форми на основі у вигляді лінійно-деформівного шару ґрунту

Спеціальність 05.23.02 – підвалини та фундаменти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового

ступеня кандидата технічних наук

Дніпропетровськ – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Придніпровській державній академії будівництва та архітектури (ПДАБтаА) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Швець Віктор Борисович,

Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, завідуючий кафедрою основ та фундаментів.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Зоценко Микола Леонідович. Полтавський національний технічний університет імені Ю. Кондратюка, завідуючий кафедрою нафтогазових промислів і геотехніки;

кандидат технічних наук, професор Новський Олександр Васильович. Одеська державна академія будівництва та архітектури, завідуючий кафедрою основ та фундаментів.

Провідна установа:

Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій, відділ основ і фундаментів у простих і складних інженерно-геологічних умовах. Державний комітет будівництва, архітектури і житлової політики, м. Київ.

Захист відбудеться 1 липня 2004 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д08.085.01 при Придніпровській державній академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24-а.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Придніпровської державної академії будівництва та архітектури:

49600, м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24-а.

Автореферат розісланий 11 травня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Баташева К.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Особливості проектування основ і фундаментів нових будинків в умовах щільної забудови мають потребу в подальшому експериментально-теоретичному вивченні з урахуванням виду фундаментів і розмаїтості інженерно-геологічних умов. Наявні експериментальні дослідження взаємного впливу близько розташованих фундаментів нечисленні і не носять системного характеру. В особливій мірі це відноситься до вивчення взаємодії поруч розташованих фундаментів різної форми для основи у вигляді лінійно-деформівного шару ґрунту.

Взаємний вплив фундаментів на деформації їхніх основ визначається особливостями формування осадової воронки (воронки осідання) навколо таких фундаментів. Тим часом, дані по вивченню формування воронки осідання в різних ґрунтових умовах для різної форми підошви фундаментів відсутні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Здобувач є виконавцем науково-дослідної держбюджетної теми кафедри основ і фундаментів ПДАБтаА “Розробка нових методів розрахунку основ і ефективних конструкцій фундаментів” (НДР N Г. Р. 0103 U 003113), згідно з тематичним планом Міністерства освіти і науки України.

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є розробка методики визначення розмірів воронки осідання навколо твердих штампів різних видів і встановлення на цій основі взаємного впливу фундаментів на деформації їхніх основ в умовах лінійно-деформівного шару. Для досягнення поставленої мети було необхідно:

- розробити методику експериментального вивчення формування воронки осідання навколо різних видів твердих штампів (моделей фундаментів) у ґрунтовому лотку при наявності близько залягаючого нестисливого ґрунту;

- для тих же умов розробити методику експериментального вивчення взаємного впливу моделей фундаментів різних видів на деформації їхніх основ;

- установити особливості формування воронки осідання навколо різних видів твердих штампів на модельному матеріалі і на різних щодо зв’язності ґрунтах в умовах лінійно-деформівного шару;

-для тих же умов виявити взаємний вплив поруч розташованих моделей фундаментів на деформації їхніх основ у різних щодо зв’язності ґрунтах;

- установити особливості формування воронки осідання навкруг жорстких штампів на модельному матеріалі і на різних по зв’язаності ґрунтах в умовах лінійно-деформівного шару;

-запропонувати практичні рекомендації з розрахунку воронки осідання і установлення взаємного впливу поруч розташованих різних видів фундаментів на деформації їхніх основ при наявності близько залягаючого нестисливого ґрунту.

Об'єкт дослідження – однорідна основа, представлена пружним шаром.

Предмет дослідження – установлення закономірностей формування воронки осідання і взаємного впливу розташованих поруч фундаментів різних видів на осідання їхніх основ, представлених лінійно-деформівним шаром ґрунту.

Методи досліджень – експериментально-теоретичні, спрямовані на встановлення особливостей формування воронки осідання і взаємного впливу поряд розташованих фундаментів різних видів на осідання їхніх основ.

Наукова новизна отриманих результатів:

- розроблена методика експериментального вивчення формування воронки осідання навколо різних видів твердих штампів на лінійно-деформівному шарі і на цій основі взаємного впливу один на одного поруч розташованих моделей фундаментів;

- виявлені особливості формування воронки осідання і взаємного впливу різних видів моделей фундаментів на деформації їхніх основ у різних щодо зв’язності ґрунтах при наявності близько залягаючого нестисливого ґрунту;

- запропонована методика розрахунку воронки осідання і взаємного впливу поруч розташованих моделей фундаментів різних видів на деформації їхніх основ в умовах лінійно-деформівного шару.

Вірогідність результатів забезпечується проведеними в достатньому обсязі експериментальними дослідженнями, результати яких не суперечать основним закономірностям механіки ґрунтів і доповнюють наявні дані по взаємному впливу близько розташованих фундаментів на деформації їхніх основ в умовах лінійно-деформівного шару.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблено рекомендації з розрахунку воронки осідання і установлення взаємного впливу один на одного близько розташованих фундаментів для основи, представленої лінійно-деформівним шаром. Розроблена методика прийнята до практичного використання в проектних інститутах “Придніпровський промбудпроект” і “Укрдіпромез”.

Особистий внесок здобувача полягає в;

-розробці методики експериментального вивчення особливостей формування воронки осідання в умовах лінійно-деформівного шару ґрунту;

-для тих же умов у розробці методики експериментального вивчення взаємного впливу поруч розташованих фундаментів різних видів на деформації їхніх основ;

-установленні взаємного впливу один на одного поруч розташованих моделей фундаментів на деформації їхніх основ при наявності близько залягаючого нестисливого шару;

-розробці практичних рекомендацій з врахування взаємного впливу поруч розташованих фундаментів різних видів для основи, представленої лінійно-деформівним шаром ґрунту.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи обговорені на:

- науково-технічних семінарах кафедри основ і фундаментів Придніпровської державної академії будівництва та архітектури;

- українсько-польському науковому семінарі “З теоретичних проблем будівництва” (Дніпропетровськ, 2003 р.);

- науково-технічній конференції “Стародубовські читання 2003 – м. Дніпропетровськ;

- науково-технічному семінарі “Нелінійні методи розрахунку основ і фундаментів і ґрунтових масивів” у Полтавському національному технічному університеті (2003 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 7 друкованих роботах, у т.ч. 6 в збірниках наукових праць і 1 у науковому журналі (7 статей надруковані у виданнях, що входять до переліку фахових видань, затвердженого ВАК України).

Структура й обсяг дисертації. В основу дисертації покладені результати експериментально-теоретичних досліджень, виконаних автором під керівництвом д.т.н., проф. Швеця В.Б. у період навчання в очній аспірантурі в 2001-2004 рр.

Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновку, списку літератури і включає 119 стор. основного тексту, 68 рис., 61 табл. Список використаної літератури включає 117 найменувань.

У вступі обґрунтована актуальність виконаної дисертаційної роботи, сформульовані мета і задачі досліджень. Наведено дані про наукову новизну і практичне значення отриманих результатів.

Перший розділ присвячений короткому огляду наявних досліджень, пов'язаних з дисертаційною роботою. Зроблено посилання на праці Герсеванова Н.М., Флорина В.А., Цитовича Н.А., Бауска Є.А., Бойка І.П., Вялова С.С., Гельфанбейна А.М., Горбунова-Посадова М.І., Далматова Б.І., Довнаровича С.В., Єгорова К.Є., Зарецького Ю.К., Клепикова С.М., Кондіна А.Д., Коновалова П.А., Кушнера С.Г., Лучковського І.Я., Маркелової Т.В., Парамонова В.М., Пастернака П.Л., Петракова А.А., Польшина Д.Є., Синицина А.П., Сотникова С.Н., Сорочана Є.А., Тугаєнка Ю.Ф., Улицького В.М., Фіамського О.Б., Черкасова І.І., Чорного Г.І., Шаповала В.Г., Шашкіна А.Г., Швеця В.Б., а також на роботи закордонних вчених Терцагі К., Кезді А., Леонардса Д., Тейлора К., Шушкле Л., Byrmister D., Bjerum L., Kany M., Skempton A.

Аналіз наявних матеріалів дозволив сформулювати мету і задачі дисертаційної роботи.

В другому розділі наведені результати експериментальних досліджень у ґрунтовому лотку, метою яких було виявити якісну і кількісну картину формування осадочної воронки від твердого штампа різної форми на модельному матеріалі, піщаній і суглинній основі в умовах лінійно-деформівного шару.

Рис.1. Експериментальна установка

а) – загальний вигляд лотка; б) – схема експериментальної установки.

Для проведення експериментів була виготовлена спеціальна установка (рис.1), що складається з лотка 1, завантажувального пристрою 2, двох реперних плит 3 і 4 і опорного стрижня 5. Основні несучі елементи звареного каркаса лотка виконані з профілю (швелер №5, куточок 50x50).

Завантаження штампа відбувалося ступенями за допомогою тарованих вантажів, що мають форму “млинця” із прорізом від краю до центра для можливості їхньої установки на завантажувальну площадку. Кожну зі ступеней вертикального навантаження витримували до умовної стабілізації деформації стиску 0,01 мм за 1 годину.

Експерименти на модельному матеріалі проводили в наступній послідовності. У горизонтально виставлений за допомогою рівня лоток у залежності від необхідної товщі основи укладалися листи еластичного пінополіуретану (2 х 1 х 0,1 м).

Для дослідів використовували квадратні штампи, виготовлені з дюралюмінію з розмірами 150 Ч 150 мм, і круглий штамп O 169,2 мм. Товщина штампів 4,5 мм, що дозволяло вважати їх “абсолютно твердими”. По краях штампа і за межею штампа встановлювали індикатори і фіксували їхні показання (рис.2). Прийняті в дослідах розміри штампів задовольняли результати досліджень НДІ основ (Довнарович С.В.) і БашНДІбуду (Гарєєва Н.Б.), що показали можливість використання для досліджень стискальності ґрунтів малих штампів, починаючи з розмірів 4 – 5 см.

Рис.2. Схема розміщення індикаторів для круглого і квадратного штампів.

До проведення дослідів для пінополіуретану були визначені значення коефіцієнта Пуассона н і модуля деформації Е для вирізаного кубика з розмірами 60 Ч 60 Ч 60 мм; значення ? знаходилися в межах 0,30…...0,35. Модуль деформації, визначений за даними дослідів, складав 80 – 120 кПа.

Досліди на модельному матеріалі дозволили відпрацювати методику проведення експериментів із ґрунтом.

Рис.3. Результати дослідів із круглим (а) і квадратним штампом (б) на модельному матеріалі.

Експерименти на зв'язних і незв'язних ґрунтах по вивченню воронки осідання проводили з квадратним і круглим штампами площею 225 см2, а також на стрічковому штампі шириною 5 і довжиною 50 см. У першій серії досліди проводили на однорідній основі суглинку товщиною 15 і 30 см. В другій - на піщаній основі товщиною 20 і 30 см.

З метою забезпечення вірогідності і відтворюваності дослідів формування основи виконували в наступному порядку. Зв'язний ґрунт, попередньо роздрібнений і висушений, укладали пошарово з трамбуванням, а потім замочували водою; це забезпечувало монолітне утворення. Дрібний пісок у вологому стані укладали пошарово по 2 см із трамбуванням, а потім після досягнення заданої висоти замочували до водонасиченого стану. Тиск на штамп передавали ступенями, починаючи з завантаження від власної ваги рамки. Підготовлені до випробування зв'язні ґрунти характеризувалися твердою і твердопластичною консистенцією, вологістю на границі розкочування WР = 0,19 – 0,21, вологістю на границі текучості WL = 0,27 – 0,29. Товщина випробовуваного шару складала 15….30 см, тобто була менша 2,5d і 2,5b. Зв'язні ґрунти при підготовленому до досліду стані характеризувалися щільністю кістяка сd від 1,37 до 1,7 г/см3. Водонасичений пісок мав щільність сd від 1,2 до 1,3 г/см3. Як приклад, на рис. 4 наведені дані по круглому і квадратному штампу для піщаної і глинистої основи.

Рис.4. Результати дослідів на піщаній (а, б) і на глинистій (у, г) основі, товщина шару Н=20 см

а - круглий штамп, б - квадратний штамп; в - квадратний штамп; г - круглий штамп.

Третій розділ присвячений експериментальному вивченню взаємного впливу моделей фундаментів на деформації їхніх основ для шару кінцевої товщини.

Експерименти проводили в ґрунтовому лотку з розмірами в плані 2000х1000 мм, висотою 1000 мм. За даними компресійних випробувань, модуль деформації в середньому для піску - 10 МПа і суглинку -3,5 МПа.

У дослідах вивчали формування спільної воронки осідання в залежності від відстані між штампами 2,0b , 1,5b і 1,0b для усіх видів штампів. Результати дослідів на піщаному шарі товщиною 20-30 см наведені на рис. 5 для відстаней між штампами 1,0b при різному навантаженні.

Рис.5. а - вплив квадратного штампа на круглий; б - вплив круглого штампа на круглий; в - вплив стрічкового штампа на круглий; г - вплив стрічкового штампа на квадратний.

Результати досліду на шарі суглинку Нсл = 25 см при відстані між квадратним і круглим штампами 1,0 b наведено на рис. 6.а, між круглими - на рис. 6.б.

Рис.6. Графік розвитку деформацій суглинної основи при відстані між квадратним і круглим штампами (а), між круглими (б) 1,0b, H =25 см.

У цілому проведені досліди показали:

1. Застосовувана методика дослідів дозволила встановити взаємний вплив штампів на деформації їхніх основ.

2. Взаємний вплив штампів на деформації їхніх основ знаходиться в прямій залежності від форми штампа. Максимальний вплив, зафіксований для стрічкового фундаменту на прямокутний (квадратний), мінімальний вплив один на одного відзначено для круглих фундаментів при одній і тій же інтенсивності тиску й однаковій відстані між штампами. Інші варіанти форми підошви штампа знаходяться в проміжку між зазначеними вище формами (прямокутних – стрічкових і навпаки, круглий на круглий).

3. Взаємний вплив фундаментів один на одного (для шару кінцевої товщини) залежить від виду основи. У незв'язних ґрунтах при менших осіданнях штампів взаємний вплив виявляється в більшій мірі, ніж у зв'язних ґрунтах.

4. У цілому взаємний вплив штампів на осідання поверхневих марок на усіх видах ґрунтових основ, включаючи модельний матеріал, істотно позначається з відстані (1.0 – 1.5)b.

5. При відстані між штампами понад 2b взаємний вплив штампів на деформації їхньої основи практично не позначається.

У четвертому розділі наведена методика розрахунку воронки осідання в основі навколо фундаментів різної форми підошви

Для врахування впливу підстилаю чого нестисливого шару на розрахункову величину осідання фундаменту було необхідно розглянути задачу теорії пружності для напівпросторової області, що складається з двох шарів. Перший, стисливий шар, необмежений у горизонтальних напрямках і має товщину Н, лежить на другому недеформівному шарі. У цьому випадку треба вирішувати задачу теорії пружності для деякого однорідного шару. Отримані результати можна використовувати для визначення деформації основи кінцевої товщини безпосередньо під підошвою фундаменту і навколо нього в межах воронки осідання, що формується.

Рис. 7. Розрахункова схема для фундаменту круглої форми.

1. Розрахунок воронки осідання для фундаменту круглої площі

Круглий фундамент, навантажений рівномірно розподіленим навантаженням. В основу рішення покладена відома формула К. Є. Єгорова для визначення виникаючих деформацій (переміщень) у ґрунтовому масиві за межами круглого штампа (рис. 7).

(1)

де

(2)

де - коефіцієнт Пуассона; Е – модуль деформації; Н – товщина шару;

R – радіус фундаменту; J0, J1 – функції Бесселя першого роду нульового і першого порядку.

Значення коефіцієнта були визначені для точок, розташованих за межами фундаментів, чисельним методом з використанням програми “MathCad”. Складена відповідна таблиця значень .

2. Розрахунок воронки осідання для фундаменту квадратної і прямокутної площі

Для визначення загальної деформації основи кінцевої товщини від дії рівномірно розподіленого навантаження по площі прямокутника зі сторонами а ? b (рис. 8) використано рішення К. Є. Єгорова.

Рис. 8. Прямокутний фундамент, навантажений рівномірно розподіленим навантаженням.

(3)

де – розміри елементарної площадки,

– безрозмірні коефіцієнти.

Рішення рівняння (3) звичайно наводиться в науково-технічній літературі тільки для центра завантаженої площі. Визначення напруг за межами площі навантаження не наводиться. Рівняння (3) можна представити у вигляді:

(4)

де

(5)

Аi і Вi – безрозмірні коефіцієнти.

А0 = 0; А1 = 0,8; А2 = 1,4; А3 = 2,0; А4 = 2,6;

У0 = 1; У1 = 0,426; У2 = – 6,051; У3 = 7,395; У4 = – 2,770.

Значення коефіцієнта К2 були визначені для точок, розташованих за межами фундаменту, чисельним методом з використанням програми “MathCad”; складена таблиця значень .

3.Розрахунок воронки осідання для стрічкового фундаменту

В аналогічному вигляді можуть бути визначені значення коефіцієнта К3 для стрічкового фундаменту чисельним методом з використанням програми “MathCad”, якщо будемо задаватися у формулі (3) різними відстанями (у частках ширини b) від краю завантаженого стрічкового фундаменту по осі x і для різних глибин z при y = 0 і відношенні а/b більше 10. Значення коефіцієнта значень наведені в таблиці.

4. Аналіз результатів

По отриманих таблицях були розраховані напруги при відстанях між дослідними штампами відповідно 2,0b , 1,5b і 1,0b. За значеннями цих напруг по формулах (1) і (3) визначені осідання поверхні між штампами. Як приклад, на рис. 9 і 10 наведений взаємний вплив штампів на деформації їхніх основ, відповідно для піщаного і глинистого ґрунту при тиску на штампи 177кПа.

Рис. 9. Порівняння дослідних осідань на шарі піску з розрахованими: а - вплив круглого на круглий при відстані 1.0b, б - стрічкового на квадратний при відстані 1.5b.

Рис.10. Порівняння дослідних осідань з розрахованими на шарі суглинку: а - впливу круглого на круглий при відстані 1.0b, б - стрічкового на круглий при відстані 1.5b.

Як випливає з рис. 9 і 10, розбіжності між розрахованими і дослідними значеннями осідань воронки осідання не перевищують 25-30%, причому розраховані осідання в основному вищі, ніж дослідні.

Загальні висновки

1. Запропонована методика проведення експериментів дозволила вивчити формування воронки осідання і взаємний вплив моделей штампів на деформації основ в умовах пружного шару кінцевої товщини.

2. Використання пінополіуретану як модельного матеріалу дозволило одержати якісну і частково кількісну картину утворення воронки осідання, характерну для слабких ґрунтів.

3. Встановлено особливості формування воронок осідання навколо твердих штампів різної форми на модельному матеріалі, у зв'язних і сипучих ґрунтах.

4. Дослідами встановлено, що форма штампа впливає на формування і розміри воронки осідання. Так, у стрічкового штампа воронка осідання поширюється на відстань до 4,0·b, у круглого і квадратного - на (1,2...1,5)·b.

5. Виявлено взаємний вплив моделей фундаментів різної форми на деформації їхніх основ у різних щодо зв’язності ґрунтах. Великі розміри воронки осідання при менших величинах осідань отримані в незв'язних ґрунтах.

6. Встановлено, що потужність пружного шару впливає на формування воронки осідання і на її величину; чим менша товщина шару, тим на більшу відстань поширюється воронка осідання.

7. Взаємний вплив поруч розташованих фундаментів варто враховувати для стрічкових фундаментів при відстані меншій, ніж 4,0·b, для круглих і прямокутних – меншій, ніж 1,5·b.

8. Виконано чисельне рішення задач по визначенню вертикальних переміщень по глибині за межами площі завантаження для круглого, прямокутного і стрічкового фундаментів.

9. Запропоновано практичні рекомендації з розрахунку воронки осідання і встановлення взаємного впливу фундаментів різної форми на деформацію їхніх основ в умовах пружного шару кінцевої товщини. Розраховувані осідання близькі до дослідних (розбіжність 15 – 20 %).

10. Розроблені рекомендації прийняті до використання в проектних інститутах “Укрдіпромез” і “Придніпровський промбудпроект”.

Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах:

1. Маркелова Т.В., Хамис Х.М. Халаф, Зияд М.М. Сальха. Формирование осадочной воронки у круглого и квадратного штампов // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002. - №10. - С. 41-45 (Внесок здобувача – розробка методики та проведення експериментів).

2. Хамис Х.М. Халаф, Зияд М.М. Сальха. К расчету осадочной воронки при учете взаимного влияния близко расположенных фундаментов // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002, №4-С. 40-44 (Внесок здобувача - проведення експерименту, аналіз результатів).

3. Швец В.Б., Хамис Х.М. Халаф, Зияд М.М Сальха. Расчет воронки оседания в основании для различных фундаментов // Теоретичні основи будівництва: Зб. наук. пр. ПДАБА – Дніпропетровськ, 2003, №11.-С. 257-260 (Внесок здобувача – аналіз експериментальних даних).

4. Зияд М.М. Сальха. Экспериментальное исследование формирования осадочной воронки у двух рядом расположенных штампов // Вісник Придніпровськї державної академії будівництва та архітетури. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002. - №3 - С. 33-37.

5. Зияд М.М. Сальха. Методика расчета воронки оседания в основании вокруг фундаментов различной формы подошвы // Вісник Придніпровськї державної академії будівництва та архітетури. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2003, №12. - С. 37-43.

6. Зияд М.М. Сальха. О взаимном влиянии фундаментов на деформации их основании для слоя конечной толщины // Новини науки Придніпров’я - Дніпропетровськ: Інженерні дисципліни, 2004. - С. 69-72.

7. Швец В.Б., Хамис Х.М. Халаф, Зияд М.М Сальха, Горлач С.Н. Экспериментальные исследования и расчет осадочной воронки в основании для различных видов фундаментов // “Основания, фундаменты и механика грунтов”.-2003.-№6.-С.14-17

Анотація

Зіяд М. М. Сальха “Взаємодія близько розташованих фундаментів різної форми на основі у вигляді лінійно-деформівного шару грунту”. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05.23.02 – підвалини та фундаменти. – Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 2004.

Робота присвячена експериментально-теоретичному дослідженню формування воронки осідання навколо твердих штампів різної форми підошви в умовах лінійно-деформівного шару і встановленню на цій основі взаємного впливу фундаментів на деформацію їхніх основ.

Проведеними дослідженнями встановлено, що форма підошви жорсткого штампа (моделі фундаменту), вид грунту і товщина пружного шару впливають на формування і розміри воронки осідання. Взаємний вплив близько розташованих фундаментів варто враховувати для стрічкових фундаментів при відстані, меншій ніж 4,0·b, для круглих і прямокутних – меншій ніж 1,5·b. Запропоновано практичні рекомендації з розрахунку воронки осідання і встановлення взаємного впливу фундаментів різної форми на деформацію їхніх основ в умовах пружного шару грунту кінцевої товщини.

Ключові слова: штамп, модельний матеріал, зв'язний і незв'язний ґрунт, осідання, воронка осідання, взаємовплив.

Аннотация

Зияд М. М. Сальха. “Взаимодействие рядом расположенных фундаментов различной формы на основании в виде линейно-деформируемого слоя грунта”. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.02 – основания и фундаменты. – Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, Днепропетровск, 2004.

Работа посвящена экспериментально-теоретическому изучению формирования воронки оседания вокруг жестких штампов на линейно-деформируемом слое и на этой основе взаимного влияния друг на друга близко расположенных моделей фундаментов.

Экспериментальные исследования выполнены в грунтовом лотке размером 200 ? 100 и высотой 100 см. Исследования проведены на модельном материале (пенополиуретане) и различных по связности грунтах (мелкий песок, суглинок различной консистенции) в условиях упругого слоя. В опытах использовали жесткие штампы (модели фундаментов) размером сторон для квадратного 15 см, круглого диаметром 16,9 см и ленточного 5 см. Разработанная методика проведения экспериментов позволила изучить особенности образования воронки оседания и взаимного влияния штампов различной формы на деформацию их оснований.

Проведенные экспериментальные исследования выявили возможность использования модельного материала для изучения деформирования грунтовых оснований, представленных слабыми грунтами.

При испытаниях с грунтовым основанием установлены особенности формирования осадочной воронки для моделей фундаментов различной формы подошвы в зависимости от передаваемой нагрузки, вида основания и толщины упругого слоя.

Опытами установлено, что форма штампа влияет на формирование и размеры воронки оседания. Так, у ленточного штампа воронка оседания распространяется более чем на 3·b, у круглого и квадратного на (1,2 – 1,5)·b, где b – ширина или диаметр от его края.

В несвязных грунтах при меньших осадках штампов взаимное влияние проявляется в большей мере, чем в связных грунтах.

Установлено, что толщина упругого слоя оказывает существенное влияние на формирование воронки оседания и на ее размеры; чем меньше толщина слоя, тем на большее расстояние распространяется воронка оседания. Взаимное влияние следует учитывать для ленточных фундаментов при расстоянии меньшем, чем 4,0·b; для круглых и прямоугольных меньше, чем 1,5·b.

Для упругого слоя конечной толщины выполнено численное решение формул К.Е. Егорова, на основе которого получены значения коэффициентов влияния для фундаментов различной формы подошвы. С помощью этих коэффициентов при заданной нагрузке и упругих характеристиках возможно определять осадки поверхности основания за пределами загруженной площади. Рассчитанные размеры осадочной воронки оказались близкими к опытным значениям (расхождение 15 – 20%).

Предлагаемая методика расчета воронки оседания и на этой основе взаимного влияния рядом расположенных фундаментов в целом, количественно адекватна эксперименту и может быть использована для практических расчетов. Наибольшее расхождение в значениях осадок по расчету и эксперименту отмечено для суглинка с консистенцией IL > 0.5.

Ключевые слова: штамп, модельный материал, связное и несвязное основание, осадка, воронка оседания, взаимовлияние.

Summary

Ziyad M. M. Salha. “Interaction of the with basis the closely set bases of various forms as a linearly deformities ground layer ”. Manuscript.

Dissertation on competition of graduate degree of candidate of engineering sciences on speciality 05.23.02 the footings and foundations are the Prydneprovskaya state academy of civil engeneering, Dnepropetrovsk, 2004.

It is set by the conducted researches that form of sole of hard stamp (models of foundation), the type of soil and thickness of resilient layer have influence on formations and dimension (measurement) of crater of settling. It is necessary to take into account the mutual influencing of the close located foundations for band foundations at distance less than 4,0·b, for round and rectangular – less than 1,5·b. Practical recommendations upon settlement of crater of settling and establishment of the mutual influence of foundations on deformation of their footings in the conditions of resilient layer of eventual thickness are offered.

Keywords: stamp, model material, coherent and incoherent soil, sinking, crater of settling, mutual influince.