Оптимизация параметров упрочненных массивов в основаниях, сложенных структурно-неустойчивыми грунтами

• Автор: Бобырь, Галина Александровна
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с.

РЕФЕРАТ
Диссертациок 'ая работа состоит из введения, четырех глав и выводов. Содержит 146 страниц, в том числе, кроме машинописного текста, 45 рисунков, 9 таблиц, библиографию, включающую 115 наименований, 1 приложение.
В работе на основе численного и аналитического моделирования, данных экспериментальных исследований, описанных в литературе, разработана методика определения оптимальных параметров (физических, геометрических, экономических) искусственно преобразованных оснований, сложенных структурно-неустойчивыми грунтами. Сформулированы выражения для критерия оптимальности и системы ограничений и конкретизированы полученные зависимости применительно к оптимизации силикатизированных массивов в просадочных грунтах и ледогрунтовой конструкции в вечномерзлых основаниях, имеющих зоны талых грунтов.
Разработана методика расчета упрочняемого основания, учитывающая специфические свойства структурно-неустойчивых грунтов при воздействии внешних факторов (нагрузка, увлажнение, изменение температуры и т.п.).
Выявлены и сформулированы на основе обобщения экспериментальных данных функциональные зависимости параметров расчетной модели основания от технологических параметров упрочнения.
Оценено влияние различных факторов (величины подъема УПВ, деформационно-прочностных свойств грунтов природного сложения, размеров «слабых» зон основания, исходной температуры грунтов и др.) на оптимальные параметры конструкций из упрочненного грунта и экономичность того или иного варианта улучшения основания.
Результаты выполненных исследований и разработанные на их основе программы для ЭВМ были использованы Фирмой «Балтий» и институтом Фундаментпроект при усовершенствовании технологии упрочнения оснований.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. РАСЧЕТ И УСТРОЙСТВО УПРОЧНЯЕМЫХ ГРУНТОВЫХ
МАССИВОВ В ОСНОВАНИЯХ СООРУЖЕНИЙ
1.1. Существующие способы улучшения строительных
свойств грунтовых оснований
1.2. Методы определения напряженно-деформированного
состояния закрепленных грунтовых оснований
1.3. Методы оптимального проектирования в механике грунтов
и расчете сооружений
2. ПОСТАНОВКА И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИЙ ОСНОВАНИЙ ИЗ УПРОЧНЕННОГО ГРУНТА
2.1. Математическая формулировка задачи оптимизации.
Критерий оптимальности
2.2. Формирование системы ограничений
2.3. Методы решения задачи оптимизации
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СИЛИКАТИЗИРОВАННЫХ МАССИВОВ В ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ
3.1. Целевая функция и система ограничений
3.2. Основные факторы, влияющие на формирование
напряженно-деформированное состояния основания, сложенного силикатизированными просадочными грунтами
3.3. Определение НДС основания в условиях подъема УПВ
3.4. Зависимости между технологическими параметрами и
деформационно-прочностными характеристиками закрепленного грунта
3.5. Примеры оптимизации параметров силикатизированных

массивов в основаниях строительных объектов
4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛЕДОГРУНТОВОЙ
КОНСТРУКЦИИ В ОСНОВАНИИ, СОДЕРЖАЩЕМ
ЗОНЫ ТАЛЫХ ГРУНТОВ
4.1. Целевая функция и система ограничений
4.2. Определение напряженно-деформированного состояния основания
4.3. Определение зависимости между технологическими параметрами и деформационно-прочностными характеристиками мерзлого грунта
4.4. Примеры определения оптимальных параметров мерзлых
грунтовых конструкций в основаниях строительных объектов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Так, при химическом закреплении лессовых оснований весьма существенный вес в структуре расходов составляет стоимость закрепляющих растворов, и минимизация этой составляющей приводит к экономичному проектному решению. Поскольку стоимость химреагентов пропорциональна их расходу (общему количеству), то в данном случае возможно сформулировать критерий оптимальности не в стоимостном, а в натуральном выражении. Причем здесь могут иметь место два подхода. В первом случае предполагается, что равномерно закрепленный массив имеет определенную форму (например, одну из приведенных на рисунке 2.1). Тогда предметом поиска оптимального варианта являются геометрические размеры закрепленного массива данной формы (т.е. параметры Я, В, d, а, А, А/, АД а также величина удельного расхода силиката натрия q на 1 м3 грунта, постоянная в каждой точке закрепления. В данном случае критерий оптимальности (2.1) при плоском деформировании основания может быть представлен в простом виде:
Ф = qS => min (2.2)
где S - площадь закрепленного массива.
Во втором случае не задается какая-то определенная форма закрепления и распределение химического раствора по объему закрепляемого массива принимается неравномерным. Интенсивность закрепления (величина удельного расхода крепителя) определяется в каждой точке проектируемого основания, а распределение химреагента определит форму закрепляемого массива грунта. При проектировании силикатизируемых массивов в лессовых проса-дочных грунтах (т.е. химически активных грунтах) можно выявить определенные зависимости между удельным расходом силиката натрия q и деформационно-прочностными характеристиками грунта.
Следует отметить, что часто в практических задачах проектирование конструкций связано с необходимостью одновременного достижения нескольких критериев - например, минимизация сроков строительства, трудо-