Введение к работе
Актуальность темы. Широкое применение свайных фундаментов на слабых водонасыщенных грунтах требует дальнейшего развития и совершенствования методов расчета свайных фундаментов. Практика строительства на слабых водонасыщенных грунтах показывает, что они могут оседать под воздействием многих факторов. Каковы бы ни были причины оседания грунта вокруг сваи, возможность самостоятельной осадки грунтовой толщи всегда заслуживает серьезного внимания при проектировании свайных фундаментов. Подобная осадка грунта способна существено ухудшить условия взаимодействия свай и грунтового основания и даже привести к авариям сооружений. В таких процессах решающую роль играет отрицательное трение го боковой поверхности сваи,- развивающееся на части длины сваи, окруженной оседающим грунтом. В ностоящее время общепринято, что силы отрицательного трения действуют на боковой поверхности сваи,когда перемещения околосвайного грунта превыиают перемещения сваи. Высше нейтральной точки действуют силы отрицательного трения, а ниже- силы трения, воспринимающие нагрузку и этим препятствующие осадке сваи.
Равитие сил отрицательного трения на боковой поверхности сваи существенно зависит от осадки 'околосвайного массива грунта. В настоящее время,.большинство решений по прогнозу осадки оснований базируется,в основном, на теории фильтрационной консолидации. При этом часто не учитывается, например, переменность коэффициента фильтрации в процессе нелинейного деформирования.
Таким образом, совершенствование методов расчета осадок массива водонасыщенного глинистого грунта с учетом нелинейной деформируемости и проницаемости при его взаимодействии со свайным фундаментом, необходимых для определения значений отрицательного трения по боковой .поверхности сваи, становится более актуальным.
Цель диссертационной работы. Настоящая работа ставит целью разработку методов расчета сил отрицательного трения по бокоєой поверхности сваи при взаимодействии со окружающим оседающим сильносжимаемым, неполностью водонасыщенныМ глинистым массивом грунта. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
- разработать методику решения осесимметричной задачи консо
лидации массива слабых, неполностью водонасщенных глинистых
грунтов с учетом его нелинейной деформируемости и проницаемости
на основе численных методов.
- разработать методику расчета сил отрицательного трения по
боковой поверхности сваи на основе прогноза НДС массива грунта
в случае осесимметричной'задачи.
Научная новизна работы
-
Дана постановка и получено решение МКЭ уравнения осесимметричной задачи консолидации массива сильносжимаемых неполностью водонасыщенных глинистых грунтов с учетом переменности коэффициента пористости и проницаемости грунта.
-
Получено решение МКЭ задачи определения ВДС в процессе консолидации массива сильносжимаемых, неполностью водонасыщенных глинистых грунтов с учетом его нелинейного деформирования и взаимодействия с одиночной сваей-стойкой и висячей сваей.
-
На основе полученных решений выполнен расчет отрицательного трекия на боковой поверхности сваи-стойки и висячей сваи и дана сравнительная.оценка с результатами крупномасштабных полевых экспериментов, выполненных другими авторами.
4. Показано существенное влияние на характер развития отрица-
цательного трения в пространстве и во времени учета нелинейной
деформируемости и проницаемости глинистого грунта.
Практическое значение работы Результаты выполненных исследований дают возможность внедрить в практику проектирование метода прогноза НДС массива" слабых неполностью водонасыщенных глинистых грунтов в случае осесимме-трической задачи, расчета осадки осноезний ео Бремени и влияния этой осадки на распределение касательных напряжений вдоль поверхности сваи, что в конечном счете позволяют определить развитие сил отрицательного трения на боковой поверхности как висячей сваи, так и сваи-стойки по глубине и во времени. Разработанные программы на языке СЮРТРАНа могут быть использованы напосредствено в кшенерных расчетах свайных фундаментов.
На защиту выносятся . 1. Постановка и решение осесимметричной задачи коксоли«ацш массива сильносжимаемых неполностью Еодонасыщенных глинисты?
грунтов с учетом переменной проницаемости и деформируемости. 2. Результата расчета развития сил отрицательного трения на боковой поверхности буронабивной одиночной висячей 'сваи и сваи--стойки и их сравнение с экспериментальными данными, выполненными другими авторами.
