Сопротивление торфа сдвигу при консолидации и устойчивости торфяных оснований

• Автор: Стеклянникова, Наталия Ивановна
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 181 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Анализ современного состояния вопроса.

1.1. Торфяные основания земляных сооружений.

1.2. Сопротивление торфа сдвигу

1.3. Методы определения сопротивления торфа сдвигу.

1.4. Устойчивость торфяных оснований

земляных сооружений

1.5. Выводы. Цели. Задачи. Методика. Объем исследований

2. Экспериментальные исследования развития порового давления при уплотнении торфов.

2.1. Методика испытания торфов в условиях трехосного

сжатия.
2.2. Экспериментальные исследования изменения порового давления при трехосном сжатии
2.3. Прогноз изменения коэффициента начального порового давления при уплотнении торфа
2.4. Анализ результатов опытов.
3. Экспериментальные исследования влияния уплотнения торфов на их прочностные характеристики при трехосных
испытанях
3.1. Аппаратура и методика трехосных испытаний торфа на прочность
3.2. Обработка результатов экспериментальных данных по определению прочностных характеристик
торфяных грунтов.
3.3. Расчетные зависимости сопротивления сдвигу и прочностных характеристик торфа при уплотнении
4. Оценка устойчивости торфяных оснований земляных насыпей с учетом темпа ее возведения и изменения прочностных характеристик торфа в процессе консолидации основания
4.1. Учет темпа отсыпки насыпи, изменения прочностных свойств торфа и консолидации основания при определении устойчивости насыпи.
4.2. Разработка численного способа оценки устойчивости насыпи с использованием метода кругло цилиндрических поверхностей
4.3. Описание подпрограммы
4.4. Проверка предлагаемого способа оценки устойчивости на примере определения оптимального темпа отсыпки земляной насыпи железной или автомобильной дороги, обеспечивающего заданный коэффициент
запаса устойчивости.
Основные выводы.
Список литературы


Осадки торфяного основания во времени [, , , , , ] можно разделить на две фазы: а) фильтрационную, которая протекает быстро и в основном затухает ко времени возведения насыпи, б) ползучести - длительную осадку. Осадка от циклических нагрузок, например, от подвижного состава железных дорог, как показывают исследования, постепенно делается равной осадке от статистической нагрузки той же величины. При кратковременной нагрузке проявляются только упругие осадки. Специфической осадкой является осадка, вызванная осушением торфа под существующей насыпью, например, при понижении уровня грунтовых вод. В результате осушения происходит ряд явлений: снимается взвешивающее действие воды, торф делается тяжелее, обжимается при этом дополнительно и капиллярным давлением; при аэрации происходит значительная осадка. Касательные напряжения погашаются сопротивлением торфа сдвигу, а если не погашаются, то вызывают местное или общее разрушение торфяного основания, т. Следует отметить, что даже при малой величине сдвигающих напряжений последние вызывают деформацию ползучести торфа. Определение касательных напряжений в основании земляных сооружений может быть выполнено по формулам, приведенным в работах [, , ]. Расчеты показывают, что касательные напряжения распределяются в основании насыпей очень неравномерно. Так, для условий земляного полотна максимальные напряжения располагаются в зоне по оси насыпи и на некоторой глубине от подошвы насыпи. Яропольский И. В. и Маслов H. H. [, ,] разработали графический способ оценки устойчивости грунта в основании сооружения. Для этого вычисляются главные напряжения, затем углы отклонения равнодействующей напряжений от нормали к площадке. Эти углы сравниваются с углом внутреннего трения грунта. В зонах, где углы отклонения больше углов внутреннего трения, грунт находится в предельном состоянии (зоны сдвигов, зоны разрушения). Если грунт находится ниже уровня грунтовых вод и взвешен водой, то эти зоны резко увеличиваются. Напомним, что на заболоченных территориях уровень грунтовых вод находится на поверхности, торф взвешен, его удельный вес практически равен нулю. Это обстоятельство резко ухудшает устойчивость основания. Из материалов п. Торфяные грунты широко распространены на территории России. Они часто являются основанием сооружений, особенно транспортных. Изучение строительных свойств торфа, в частности прочностных, имеет большое значение для оценки торфа как основания сооружений. Сопротивление торфа сдвигу, в конечном счете, играет решающую роль в обеспечении устойчивости торфяных оснований. Вместе с тем уровень современных знаний показывает, что эта прочностная характеристика торфа чрезвычайно изменчива, т. Учитывая значимость сопротивления торфа сдвигу для нашего исследования необходимо по литературным источникам установить роль этих факторов, выделить главные из них, чтобы дальнейшее исследование проводилось более целенаправленно. Отдельно рассматриваются сопротивление торфа сдвигу (п. Сводка основных закономерностей сопротивления торфа сдвигу в зависимости от различных факторов приведена в графическом виде на рис. На этих рисунках приняты следующие обозначения Т - сопротивление сдвигу, ф- угол внутреннего трения, С - сцепление, ОС - угол сдвига, Uw - поровое давление, (У, Р - уплотняющее давление, е - коэффициент пористости, / - время (сдвига или уплотнения), Dpd - степень разложения, Я- относительная деформация сдвига, S - деформация сжатия,# - влажность. Роль природы торфа. Торф в природном состоянии характеризуется прежде всего состоянием твердой фазы - ее ботаническим составом, степенью разложения. Исследованиями Амаряна Л. С., Базина Е. Т., Королева A. C. [2, 4, 5, 7, ] установлено, что прочностные характеристики торфа при его испытании зависят от происхождения торфа (ботанического состава, вида, типа торфяной залежи, степени разложения). Полевые испытания показали, что сопротивление сдвигу различных типов залежей может отличаться до %. Если рассматривать изменение сопротивления сдвигу г в зависимости от степени разложения Dpd, то можно видеть совершенно различные зависимости.