Взаимодействие мембранных фундаментов зданий малой и средней этажности с грунтовым основанием

• Автор: Епифанцева, Лариса Рафаиловна
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 201 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭФФЕКТИВНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ МЕЖОГО ЗАЛОЖЕНИЯ. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ФИБРЫ (КМФ). ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Практика использорания фундаментов мелкого заложения в Тюменской области
1.2 Классификация фундаментов мелкого заложения
1.3 Теоретические исследования работы оснований и способы совершенствования расчета оснований фундаментов в практике проектирования
1.4 Обзор экспериментальных исследований работы грунтовых оснований
1.5 Композиционные материалы (КМФ). Классификация, свойства
1.6 Взаимодействия фундаментов мелкого заложения с сильносжимаемыми грунтовыми основаниями
1.7 Мембранные фундаменты мелкого заложения
1.8 Выводы и задачи исследований
2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ. АГРЕССИВНОСТЬ ГРУНТОВЫХ ВОД. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КМФ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ МЕМБРАН
2.1 Инженерно-геологические особенности юга Тюменской области
2.1.1 Геологические условия юга Тюменской области
2.1.2 Гидрогеологические условия юга Тюменской области
2.2 Исследование долговечности КМФ в качестве мембран в строительстве.
2.2.1 Постановка задачи. Программа эксперимента
2.2.2 Изучение динамики развития деформаций во времени и характера разрушения КМФ в первоначальном состоянии
2.2.3 Исследование влияния искусственной агрессивной грунтовой среды на прочностные характеристики КМФ

2.3 Выводы по главе
3. ОСНОВЫ РАСЧЕТА МЕМБРАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ
3.1 Общие положения
3.2 Расчетные модели мембранных фундаментов. Дифференциальное уравнение деформирования мембраны
3.3 Методика решения дифференциального уравнения взаимодействия мембранного фундамента с грунтовым основанием
3.3.1 Способ определения неизвестной силы N дифференциального уравнения взаимодействия мембранного фундамента с грунтовым основанием
3.3.2 Законы распределения коэффициента постели к(х) под мембраной
3.4 Численная реализация метода и автоматизированный способ расчета взаимодействия мембранного фундамента с грунтовым основанием
3.5 Влияние распределения коэффициента постели на взаимодействие мембранного фундамента с грунтовым основанием
3.6 Влияние осевой жесткости мембраны на взаимодействие мембранного фундамента с грунтовым основанием
3.7 Влияние стрелы подъема и характера начальной кривизны на взаимодействие мембранного фундамента с грунтовым основанием
3.8 Влияние коэффициента трения на взаимодействие мембранного фундамента с грунтовым основанием
3.9 Понятие «некомпенсированного» пролета
3.10 Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННОГО ФУНДАМЕНТА С ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ
4.1 Экспериментальные исследования взаимодействия мембранного фундамента с грунтовым основанием
4.1.1 Задачи экспериментов. Экспериментальная площадка
4.1.2 Крупномасштабные модели мембранного фундамента. Приборы и оборудование

4.1.3 Программа и порядок проведения экспериментов
4.2 Результаты экспериментальных исследований
4.2.1 Контактные давления под мембранным фундаментом
4.2.2 Осадки и деформации мембранного фундамента
4.2.3 Напряженно-деформированное состояние грунтового основания мембранного фундамента
4.3 Сопоставление экспериментальных и теоретических данных
4.3.1 Оценка использования различных коэффициентов постели
4.3.2 Результаты численного моделирования с использованием упругопластической модели в программе Plaxis
4.3.3 Анализ применимости предложенной методики расчета и программы Plaxis для прогноза осадок и деформаций мембранного фундамента на грунтовом основании
4.3.4 Анализ применимости предложенной методики расчета и программы Plaxis для прогноза НДС грунтового основания, нагруженного мембранным
фундаментом
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Примечание-, углерод с высоким модулем упругости указан на полимерной матрице из эпоксидной смолы.
Таблица 1.2 - Показатели физико-механических свойств для волокон КМФ
Критерии Виды КМФ
углерод арам ид стекло
Долговечность очень хорошая нормальная адекватная
Сопротивление усталостному разрушению отличное нормальное адекватное
Сопротивление щелочной среде очень хорошее нормальное неадекватное
Сопротивление ударным нагрузкам низкое очень хорошее нормальное
Коррозия под напряжением низкая средняя высокая
Износостойкость адекватная очень хорошая нормальная
КМФ чаще всего применяют при усилении существующих конструкций, но, учитывая масштабные исследования материалов в различных областях, возможно, в ближайшем будущем этот материал займет свою нишу и в новом строительстве. Обладая уникальными физико-механическими характеристиками (высокая механическая прочность на разрыв, химическая и биологическая устойчивость, фильтрационная способность, эластичность и технологичность, долговечность в эксплуатации и т.п.), КМФ позволяют повысить и надежность оснований.
Стеклянные армирующие волокна - наиболее дешевые композиционные материалы, поэтому они широко используются в строительстве, быту, судостроении, в том числе подводном, в наземном транспорте, в спортивном инвентаре и т.п. Главный недостаток стеклянных волокон - сравнительно небольшая плотность и низкий модуль упругости.
Углеродные армирующие волокна были созданы для преодоления таких недостатков стеклянных волокон, как низкий модуль упругости и большая плотность. В качестве сырья для получения углеродных волокон обычно используют полимерные полиакрилонитрильные или вискозные волокна. Специальная многостадийная термическая обработка полимерных волокон при высоких температурах (2000 °С и выше) приводит к карбонизации и графитизации