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

ложеппая нормальная нагрузка меньше структурной прочности сжатия грунтов.

Расчет прочности основания по аналогии с определе­ нием прочности водонасыщенных грунтов можно произ­ вести двумя способами.

Первый, приближенный способ, основан на теории порового давления и широко распространен за рубежом [51]. По этому способу прочность грунта в любой точке основания сооружения в данный момент времени t опре­

из условия передвижения поровой воды только в гори­ зонтальном направлении в вертикальные песчаные дре­ ны. Затем определяют поровое давление иг в этой же точке основания и в тот же момент времени t для случая передвижения поровой воды вертикально в песчаную по­ душку.

дем суммарное поровое давление в данной точке осно­ вания в момент времени t (в случае передвижения поро­

лить сопротивление грунта сдвигу в данной точке в мо­ мент времени t.

Для расчета устойчивости сильносжимаемых водона­ сыщенных грунтов при незавершенной консолидации

255

Глава V

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСОЛИДАЦИИ СЛАБЫХ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ ИСКУССТВЕННЫХ ОСНОВАНИЯХ

1. ЗАДАЧИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ

Задачи экспериментальных исследований состоят в том, чтобы выяснить фактическую работу грунтов ос­ нования данного сооружения при различных методах искусственного уплотнения и упрочнения грунтов осно­ вания вертикальными песчаными дренами, песчаными сваями, дренирующими прорезями, известковыми свая­ ми и т. п.

Кроме того, исследования позволили проверить спра­ ведливость предложенных нами методов и формул рас­ чета искусственных оснований и пределы их примени­ мости.

Полевые опыты позволяют исследовать грунты ис­ кусственных оснований различных типов при помощи больших штампов, близких по размеру реально сущест­ вующим (и проектируемым) фундаментам. При поле­ вых натурных опытах можно выявить процессы заили­ вания дрен и песчаных свай в различных грунтовых ус­ ловиях, оценить длительность работы песчаных свай, песчаных дрен и прорезей и определить эффективность их работы. Однако следует отметить, что точность изме­ рений в полевых опытах обычно значительно ниже, чем в лабораторных. Кроме того, в лабораторных опытах, которые проводятся при постоянной температуре, можно добиться большей повторности экспериментов, уточнить распределение порового давления во времени, найти распределение порового давления на различных рассто­ яниях от песчаной дрены, известковой сваи, песчаной подушки и т. п. В лабораторных условиях можно полу­ чить более обширную информацию о фактическом на­

глинистых грунтах при устройстве песчаных и известко­ вых свай.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД

Проверка формул, предложенных для расчета верти­ кальных песчаных дрен, песчаных и известковых свай, проводилась экспериментально на двух специально соз­ данных для этой цели стендах (установках). Каждый экспериментальный стенд состоял из большого компрес­ сионного прибора, гидравлической системы для созда­ ния порового давления в грунтовом массиве, приемных

Рис. V.l. Экспериментальный лабораторный стенд

датчики давления), аппаратуры измерения порового давления и индикаторов деформаций.

Большой компрессионный прибор стенда (рис. V.1) представляет собой металлический цилиндр 1 внутрен­ ним диаметром 500 мм со стенками толщиной 14 мм. Для предотвращения коррозии и уменьшения трения по

к боковым стенкам цилиндра и усилено восьмью ребра­ ми жесткости 3. В днище толщиной 20 мм имеется отвер­ стие 4 диаметром 30 мм с резьбой, закрываемое болтом 5, который можно вывернуть, не передвигая прибора. От­ верстие 4 с внутренней стороны покрыто двойной медной сеткой. К верхней части цилиндра по всему периметру

258

приварен фланец .6 шириной 8 см, к которому на болтах прикрепляется верхняя крышка 7 диаметром 660 и тол­ щиной 14 мм. На крышке имеются два металлических газовых крана 8 для создания давления в приборе, два индикатора 9 для определения вертикальных деформа­ ций грунта и образцовый манометр 10. Верхняя крышка прижимается к фланцу цилиндра через прокладку 11 из вакуумной резины толщиной 5 мм и полихлорви­ ниловой пленки толщиной 0,1 мм.

К конструкциям системы измерения порового давле­ ния в различных точках прибора были предъявлены следующие требования:

1)точность измерения до 0,01 ат;

2)приемные зонды и трубки должны обеспечивать минимальное отставание изменения показаний приборов от изменения порового давления в месте его опреде­ ления;

3)объем воды в приемных зондах и соединительных трубках должен быть минимальным, причем последние должны обладать гарантированной жесткостью в преде­ лах изменения порового давления;

4)минимальный расход воды в системах измерения порового давления;

5)возможность перемещения приемных зондов поро­ вого давления на различное расстояние от центра при­ бора.

были пропущены медные трубки приемных зондов поро­ вого давления. Гайки имели резиновые прокладки 13, позволяющие передвигать приемные зонды в горизон­ тальном направлении на любое расстояние от центра прибора и дрены 15, не нарушая герметичности послед­ него.

Приемный зонд порового давления представляет со­ бой латунный цилиндр 14 внешним диаметром 10, внутренним 7 и длиной 15 мм. Внутренняя полость ла­ тунного цилиндра была заполнена фильтром из кварце­ вого песка (размер частиц 0,25—0,05 мм), склеенного водостойким клеем. Фильтр легко пропускает воду.

Резьба в днище цилиндра позволяла герметично сое­ динять приемный зонд с медной трубкой 16. Такая кон-

струкция приемных зондов обеспечивала их незасоряе-

Медные трубки внутренним диаметром 3 мм со стен­ ками толщиной 2 мм за пределами большого компрес­ сионного прибора соединялись с вакуумными резиновы­ ми шлангами 17 (внутренний диаметр 4 и толщина сте­ нок 5 мм). Резиновые шланги от всех десяти приемных зондов порового давления были выведены на прибор­ ную панель 18 и через систему пластмассовых и стек­ лянных кранов соединены с распределительным устрой­ ством 19, к которому был присоединен прибор для изме­

полняющей капиллярную трубку, в измерительную сис­ тему прибора), станины прибора с гнездами для за­ крепления U-образной трубки, образцового манометра 23 и прибора противодавления 24, состоящего из метал­ лического конуса с крышкой 25, мембраны из вакуум­ ной резины 26 и регулирующих винтов 27. Прибор тща­ тельно заполнялся дистиллированной водой, а в U-об- разную капиллярную трубку помещали капельку ртути, положение которой фиксировалось на капилляре.

Вся система — приемные зонды, медные трубки, ре­ зиновые шланги и распределительное устройство — бы­ ла заполнена дистиллированной водой. Перед началом

После открытия крана на резиновом шланге, идущем от данного зонда, в воде распределительного устройства возникало такое же давление, как и в грунте. Через во­ ду в распределительном устройстве давление передава-

260