Прочность и деформативность просадочных грунтовых оснований, армированных вертикальными армоэлементами

• Автор: Мустакимов, Валерий Раифович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 251 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И МЕТОДОВ

УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

1.1. Особенности и строительные свойства лессовых просадоч

ных пород

1.2. Методы армирования грунтов вертикальными и наклонными элементами

1.2.1 Краткие исторические сведения о становлении и развитии

концепции армирования грунтов

1.2.2. Современные концепции армирования грунтов

1.3. Обзор существующих методов по расчету оснований, армированных вертикальными элементами
1.3.1. Расчет армированных массивов методом конечных элементов МКЭ
1.3.2. Расчет армированных массивов инженерными методами
Выводы по главе 1
Глава 2. ПОЛЕВЫЕ И ЛАБОТАТОРЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГРУНТОВ, АРМИРОВАННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ
АРМОЭЛЕМЕНТАМИ АЭ
2.1. Программа исследований.
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований.
2.2.1. Маломасштабное моделированиеего особенности и критерии в линейной постановке
2.2.2. Проектирование и изготовление моделей армоэлементов и
контрольных образцов.
2.2.3. Материалы и методика определения прочностных характеристик контрольных образцов.
2.2.4. Методика проведения модельных испытаний грунтов, армированных вертикальными армоэлементами.
2.2.4.1. Испытание грунтов, армированных вертикальными эле
ментами в объемном и плоском лотках, под круглым и прямоугольном жесткими штампами.
2.2Л.2. Испытание грунтов, армированных вертикальными элементами в одометре
Выводы по главе 2.
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВА
НИЙ ГРУНТОВ, АРМИРОВАННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ АРМОЭЛЕМЕНТАМИ
3.1. Результаты экспериментальных исследований по определению предела прочности цементогрунта.
3.2. Результаты экспериментальных исследований фунтов, армированных вертикальными элементами в лотке.
3.3. Результаты экспериментальных исследований фунтов, армированных вертикальными элементами в одометре
Выводы по главе 3
Глава 4. НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ,
ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ ОСНОВАНИЯ, АРМИРОВАННОГО ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.
4.1. Основные предпосылки, допущения, фаничные условия и
расчетные модели просадочного основания, армированного вертикальными элементами
4.1.1. Основные гипотезы
4.2. Определение начальных напряжений и прочности фунтового массива до его увлажнения, при природной влажности
4.3. Модуль деформации массива просадочного фунта, армированного вертикальными элементами, в условиях при


родной влажности .
4.4. Напряженнодеформированное состояние, прочность и де
формативность увлажненного просадочного грунта, армированного вертикальными элементами при проявлении просадочных свойств в пределах и за пределами армированного массива.
4.4.1. Напряжения в армированном грунтовом массиве при пластическом деформировании просадочного фунта.
4.4.2. Модуль деформации армированного грунтового массива
при проявлении просадочных свойств лессовым грунтом.
4.5. Расчет осадки просадочного фунтового основания, армированного вертикальными армирующими элементами
4.6. Результаты сопоставления экспериментальных данных с расчетными значениями, полученными при использовании
предлагаемых в настоящей работе формул.
Выводы по главе 4
Общие выводы.
Список литературы


В г было завершено первое сооружение из армированного грунта в Великобритании. В г Калифорнийский департамент транспорта внедрил использование сеток в качестве армирующих элементов подпорных стен 3. Совершенствование армирования грунтов и грунтовых сооружений непосредственно связано с применяемыми для армирования материалами. В сооружениях раннего периода, для армирования использовались органические материалы древесина, солома или тростник. Но уже в начале XIX века Песли признавал преимущества, более современных материалов для армирования, в частности он применял парусину, хотя она, имела ограниченный срок службы. Лишь современное материаловедение и технический прогресс позволили использовать для армирования грунтов искусственные и техногенные материалы сетки или полосы из нержавеющей стали, геоткани и геосетки при горизонтальном армировании. А также цементогрунт, известегрунт, силикатогрунт, термически упрочненный грунт, бетон, шлакобетон при вертикальном и наклонном армировании фунтовых массивов и фунтовых сооружений. Представляет интерес опыт армирования геосетками территории под аэропортом Ниета Токио и повышения несущей способности слабых фунтов оснований зданий и сооружений 3. В г развитие консфукций из армированного фунта способствовало их использованию при реконсфукции и восстановлении обрушившихся откосов выемок на автомагисфалях М1 и М2 в Англии , где в качестве армирующих элементов были применены сетки из синтетического материала. В современной постановке, под армированием фунтов оснований фажданских и промышленных зданий и сооружений, а также фунтовых сооружений, понимается улучшение физикомеханических свойств фунта, служащего основанием, путем усфойства в массиве прочных элементов, совместно работающих с окружающим их фунтом и консфуктивно не связанных с фундаментами. Практикуемые способы вертикального, горизонтального и комбинированного армирования фунтов под фундаментами зданий или сооружений приведены в , в том числе, на примере столбчатого фундамента приведены на рисунках 1. Расположение армирующих элементов и технология их изготовления, выбирается в зависимости от особенностей физикомеханических характеристик фунтов и задач, решаемых при армировании ,, , , ,7. В систематизированном виде, основные сферы применения современных способов вертикального, наклонного и горизонтального армирования фунтов, приведены в Перечне основных сфер применения армирования фунтов при возведении искусственных оснований и фунтовых сооружений, сведенных в таблицу П1. Рис. Рис. В современном строительстве, за рубежом и в СНГ, в качестве вертикальных армоэлементов применяются буроинъекционные, забивные и набивные сваи закрепленные химическими растворами и термически упрочненные столбы грунта цилиндрические элементы, выполненные по струйной и буросмесительной технологиям зернистые дрены каменные столбы. Исследованиям армированных оснований, посвящены труды В. И.Крутова, И. К.Попсуенко , , , С. П.Клепикова, А. И.Гупаленко, Руденко , В. Г.Федоровского, С. Н.Левачева, Ю. М.Колесникова , Л. М.Тимофеевой, Ю. Видаля, . З.Янга, К. З.Андроэсса, Д. Кю, Д. К.Джоунса , М. М.АлХасана, И. Бинкета, КЛи, Т. С.Ингольда, Л. П.Кинга, Ф. Шлоссера, К. Стефани, Н. ТЛонга, Ж. О.Акинмузера, Ж. А.Акинбольда, , 8, Т. Томаса, О. Бизимана, I I, v . Исследования В. И. Крутова , , Григорян, Р. А. Гупаленко, Руденко показывают, что при устройстве массивов, уплотненных пробивкой скважин грунтовыми сваями, закрепленных силикатизацией, обжигом, а также свайных фундаментов, происходит взаимодействие вертикальных элементов с окружающим их просадочным грунтом. Это взаимодействие возникает и развивается благодаря наличию сил трения и сцепления между массивами, сваями и окружающим просадочным грунтом, как при природной влажности, так и в процессе его увлажнения и развития просадки. Характер развития взаимодействия определяется в основном типом грунтовых условий по просадочности, особенностью увлажнения и развития просадки грунтов, жесткостью и прочностью уплотненных или закрепленных массивов в виде вертикальных армирующих элементов.