Файл: Абелев М.Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений 8-й междунар. конгресс по механике грунтов и фундаментостроению.pdf

ции играют небольшую роль (например, у илов оз. Си­ ваш осадка, обусловленная фильтрационной консолида­ цией, составляет 95% общей величины осадки). Чтобы это выяснить, необходимо провести исследование образ­ ца грунта на сжатие с измерением порового давления. Условно считается, что осадка, которая произошла после полного падения порового давления, определяется про­ цессами вторичной консолидации (ползучести). Наши опыты, проведенные на илах из районов Архангельска, г. Фао (Ирак), Каширы и Мурманска, показали, что для илов Архангельска и Каширы «осадка ползучести» со­ ставляет 10—15% общей осадки, г. Фао—15—20 и для илов Мурманска — до 37%- Все опыты проводились в те­ чение трех — пяти месяцев до полной стабилизации осад­ ки, при давлениях 1,5—2,5 кгс/см2.

2.МЕТОДЫ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ

ИФУНДАМЕНТНЫХ ПЛИТ НА СЛАБЫХ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ

Расчет (конструкций) фундаментов существенно за­ висит от распределения контактных напряжений по по­ дошве и от модели основания, которая используется

вданном инженерном расчете.

Внастоящее время существуют весьма противоречи­ вые точки зрения на расчетную модель основания, сло­ женного слабыми водонасыщенными глинистыми грун­ тами. В лаборатории МИСИ им. В. В. Куйбышева иссле­ довалась работа фундаментов на илах оз. Сиваш и речных илах Каширы. Нами были рассмотрены расчет­

ные параметры для трех моделей основания: Винклера, с двумя упругими характеристиками и упругого полу­ пространства. Параметры всех моделей оснований опре­ делялись полевыми исследованиями.

Обычно эти параметры определяются на основании данных экспериментального загружения основания жест­ кими штампами. При этом предполагается, что давле­ ние, передаваемое штампом на основание, равномерно распределено по подошве штампа. В действительности же, как об этом упоминалось, в основании у краев штампа возникают концентрации напряжения, что при­ водит к появлению зон пластических деформаций грунта под краями штампа. В средней же части штампа основа­ ние испытывает давление, меньшее среднего удельного

105

давления на штамп. Поэтому значения коэффициента постели модели Винклера, полученные этим способом, оказываются несколько завышенными. Упругие парамет­

струкции, использованной для эксперимента, так и от среднего удельного давления на основание, передавае­ мого этой конструкцией, и от жесткости последней.

Для выяснения этих зависимостей нами были прове­ дены опыты по загружению илов оз. Сиваш гибкой бал­

ми. Нагрузки прикладывали ступенями, равными 0,05—0,1 кгс/см2, и выдерживали до стабилизации осадок от каждой ступени. При каждой ступени нагрузки (со­ средоточенной силы) измеряли осадки в середине бал­ ки, у ее краев и на расстоянии четверти длины от краев.

Параллельно проводились опыты по загружению круглых штампов площадью 1000, 5000 и 10 000 см2.

жении была принята в виде бесконечной балки. По из­ вестной величине сосредоточенной силы Р, приложенной

но получить, воспользовавшись формулой

где EJ — жесткость балки в кгс/см2; b— ее полуширина;

k— коэффициент постели, откуда

106

Модуль деформации Е0 грунтов основания для моде­ ли упругого полупространства определяется на основе их испытания жесткими штампами по формуле

Чтобы найти модуль деформации Е0 на основании данных полевых опытов по загружению гибкой балки сосредоточенной силой Р, приложенной в середине бал­ ки, были использованы таблицы М. И. Горбунова-Поса- дова для расчета балок, лежащих на упругом полупрост­ ранстве. При этом значение Е0 подбирали таким обра­ зом, чтобы расчетные и экспериментальные прогибы в середине балки совпали.

Для определения коэффициентов постели по модели

обоих штампов W\ и W2 были измерены.

На основе положений П. Л. Пастернака были выве­ дены расчетные формулы для определения с\ и с2:

с, =

107

схемы в первом приближении была принята бесконеч­

где b' — ширина балки; /— ее полудлина.

Параметры моделей основания, определенные по дан­ ным испытаний грунта основания жесткими штампами,

цию (штампы или балки), лежащую на илистом основа­ нии (оз. Сиваш), значения параметров трех рассмотрен­ ных моделей уменьшаются;

с увеличением площади конструкции (в приведенных экспериментах — площади штампов) при одной и той

108

же ступени нагрузки значения коэффициента постели модели Винклера уменьшаются, а значения модуля де­ формации модели упругого полупространства возра­ стают;

109

с уменьшением жесткости штампов, примененных при испытании илов (оз. Сиваш), значения коэффициента по­ стели модели Винклера и коэффициента сжимаемости грунта модели с двумя коэффициентами постели умень­ шаются, а значения модуля деформации основания Е0 модели упругого полупространства возрастают.

Модель Винклера, модель с двумя упругими характе­ ристиками и модель упругого полупространства были применены также для определения осадок земляной дамбы завода, лежащей на засоленных грунтах (илах оз. Сиваш). Дамба имеет длину 7300, наибольшую ши­ рину основания 39 и высоту 5 м.

В процессе возведения дамбы были замерены ее осадки при высотах 1,5; 3 и 5 ж. При этих же высотах были проведены расчеты с использованием трех рассмот­ ренных моделей основания для двух случаев: когда па­ раметры модели основания определяются по данным опытов по вдавливанию штампов (см. табл. II.1) и по данным опытов по загружению основания гибкой бал­ кой (см. табл. II.2).

Сравнение данных натурных наблюдений за осадка­ ми дамбы с расчетными значениями осадок (табл. ІІ.З) показывает, что по величине измеренные осадки зани­ мают промежуточное положение между осадками, рас­ считанными с использованием модели Винклера (зани­ женное значение) и с использованием модели с двумя коэффициентами постели (завышенное значение).

Наибольшее отклонение расчетных данных от натур­ ных (в 10—50 раз) получается при расчетах осадок дам­ бы с использованием модели упругого полупространства. Это связано прежде всего с тем, что значения модуля деформации основания Е0 были определены по данным испытания грунтов штампами и гибкой балкой, площадь которых значительно меньше площади дамбы, а как бы­ ло показано, значения модуля деформации Е0 возраста­ ют с увеличением площади. В связи с этим следует заме­ тить, что при использовании модели упругого полупрост­ ранства для расчетов больших в плане сооружений, лежащих на слабых глинистых грунтах, следует приме­ нять модуль деформации, увеличенный в M раз по срав­ нению со значением Е0, полученным при испытании грунтов штампами площадью F = 1000-=-10 000 см2. Од­ нако этот вопрос требует дополнительных эксперимен­ тальных исследований.

п о