Обоснование параметров виброоборудования с гидроприводом для закрепления слабых грунтов

• Автор: Фальковский, Егор Викторович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 221 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ
ЗАКРЕПЛЕНИЯ СЛАБЫХ ГРУНТОВ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Способы закрепления слабых грунтов и применяемое оборудование
1.2. Обзор научных исследований в области вибропогружения свайных элементов
1.3. Обзор и анализ патентных материалов
1.4. Выводы по главе. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ВИБРОПОГРУЖЕНИЯ ИНЪЕКТОРА В ГРУНТ
2.1. Общая схема виброоборудования с гидроприводом
2.2. Математическая модель процесса взаимодействия системы
«ВП - ВИ» с грунтом
(ф 2.3. Алгоритм и блок-схема расчета вибропогружения инъектора
в грунт
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ВИБРОПОГРУЖЕНИЯ ИНЪЕКТОРА
3.1. Математическое моделирование процесса вибропогружения
инъекторов в грунт

3.2. Проведение вычислительного эксперимента
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА НАТУРНОМ ОБРАЗЦЕ ВИБРООБОРУДОВАНИЯ
4.1. Оборудование, программа, методика и условия проведения экспериментов
4.2. Результаты экспериментов
4.3.Выводы по главе
ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВИБРООБОРУДОВАНИЯ С ГИДРОПРИВОДОМ
г Г ■ ' *А *
5.1. Обоснование параметров и методика расчета
5.2. Рекомендации по проектированию
5.3. Оценка технико-экономической эффективности оборудования
5.4. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Приложение 1. Справка о внедрении
Приложение 2. Результаты математического моделирования Приложение 3. Результаты вычислительного эксперимента Приложение 4. Графики погружения ВИ в различные грунты с изменяемыми параметрами ВП Приложение 5. Примеры записи частоты вращения дебалансов и
виброускорений ВП при экспериментальных исследованиях

118 118 125

135 138 166 168

Актуальность темы. В настоящее время широкое применение находит метод глубинного закрепления слабых грунтов в основаниях проектируемых и

существующих сооружений путем образования грунтоцементных свай, способных выдерживать повышенные нагрузки. Однако применяемое для этой цели буровое оборудование недостаточно эффективно, виброоборудование не обладает необходимой мобильностью, имеет большие габариты, что затрудняет его использование в стесненных условиях, в том числе под зданиями, насыпями, в подземных сооружениях и т.п. Недостаточны данные для проектирования более совершенного виброоборудования, прежде всего в части изученности перспек-тивного процесса вибропогружения в грунт инъекторов, обоснованности рациональных параметров и технических решений указанного оборудования. Получение необходимых данных для проектирования такого оборудования требует проведения теоретических и экспериментальных исследований.
Целью работы является научно-техническое обоснование рациональных параметров виброоборудования с гидроприводом, предназначенного для закреЩ
пления слабых грунтов с помощью погружаемых - извлекаемых инъекторов, с возможностью применения его в стесненных условиях.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- выявлены тенденции развития оборудования для закрепления слабых
<4 грунтов;
- разработана математическая модель процесса вибропогружения инъекторов в грунт;
Площадь петли диаграммы рис. 13 (потерянная энергия за один цикл) равна
^У,={Рк + К1Ж + ^)-ЯЛ=Р!<{Зе+^)+Ки^ (2)
Полная энергия, отвечающая размаху деформаций
УГу=Ш,+21$/С. (3)
Отношение / (Рц- = |/ представляет собой коэффициент поглощения, предложенный Е.С. Сорокиным /12/. Это обстоятельство позволяет сопоставлять и уточнять различные варианты поглощения энергии, учитывая существующие известные взаимозависимости соответствующих параметров демпфирования колебаний.
Данный подход с начальным сопротивлением Рц имеет еще и то преимущество, что значение составляет обычно определенную долю (до 0,20) от полного лобового сопротивления Яц под нижним концом ВИ /34/. Полное лобовое сопротивление под нижним концом ВИ рассчитывается по формуле СНиП /105/:
=ГсКУскКА, (4)
где ус - коэффициент условий работы СЭ в грунте;
усн - коэффициент условий работы грунта под нижним концом ВИ, учитывающий влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта /105/;
А - площадь опирают ВИ на грунт, м2.
К - расчетное сопротивление грунта под нижним концом СЭ, кПа, принимаемого по табл. 1 из СНиП 2.02.03-87 /105/. Однако,