Введение к работе
Актуальность проблемы.
Включение территорий, сложенных лессовыми грунтами, в сферу инженерной деятельности порождает необходимость явленного контроля поведения этих грунтов в качестве оснований инженерных сооружений в условиях повышенной сейсмической активности, обусловленной природными и техногенными факторами.
Проблема сейсмобезопасаости сооружений на просадочных грунтах требует обеспечения структурной устойчивости таких грунтов доШупяыми методами,-.т.е., их стабилизации, а такне ликвидацші предрасположенности лессового породного массива в ограниченном объеме к особому виду деформаций - сейсмическим просадкам.
Источником сейсмических воздействий наряду с'землетрясениями являются специальные технологии уплотнения предварительно увлажненных лессовых массивов динамическими методами. На застраи- . ваших территориях широко применяются методы трамбования и энергия взрыва. При 'этом ранее обработанные изолированные участки массива подвергаются повториш многократным сейсмическим нагру-яениям, что не монет не.отразиться на сейсмостойкости грунтовых оснований и сооружений. Аналогичные ситуации возникают на горных предприятиях, где вскрышные породы, представленные лессовыми грунтами, подвергаются регулярным сейсмическим воздействиям мае- совых взрывов.
Решение задач формирования новых яіїненерно-геологических и динамических характеристик просадочных массивов ограниченных размеров в условиях повышенной сейсмической активности позволит разработать научные основы методик проектирования и безаварийной эксплуатации современных еррружеиий различного назначения. Это предопределяет' научный и практический аспект основных положений диссертационной padoiiii
Решению этой крупной научно-технической проблемы посвящена настоящая диссертационная работа, выполненная автором в соответствии с программами научных исследований Института сейсмостойкого строительства Госстроя Туркменистана и базовой кафедры "Строительство сейсмостойких зданий и сооружений" ЩИПКС при МИСИ, в которых автор принимал участие как ответственный исполнитель и научный руководитель.
Цель рабо?в: Научное обоснование огшалалышх технологических решений по динамической стабилизации предварительно структурированных лессовых пород для формирования сейсмоустойчивых оснований за счег оісіемк мероприятий, сндааювдх балльносіь колебаний и повышающих эксплуатационную нэдеиность зданий а сооружений в условиях высокой сейсмической активности.
Задачи исследований:
і/ выявление основных инзданерно-геологических и геотехнических параметров грунтового массив.,, определяющих его сейсмостойкость;
2/ установление рациональных'схем н методов уплотнения про— садочннх грунтовых массивов применительно к условиям аридной зоны;
3/ анализ влияния составов н. ре&шов закрепления лессовых массивов шьекаированием с последующим их уплотнением!
4/ изучение-закономерностей изменения физако-иеханаческих,
деформационных и динамических характеристик массива лессового грунта ограниченных размеров с улучшенными строительными свойствами;
5/ анализ влияния многократных динамических воздействий на интенсивность постпросалочяых процессов в массиве,
6/ разработка методическое вопросов применения технологических схем обработки проселочного массива, обеспечивающих его повшенную эксплуатационную надежность.
Основная научная идея работы заключается в использовании регулируемого деформированного состояния ограниченного объема лессового массива, на основе комбинированных технологий стабилизации лесгогкх грунтов с целью формирования их динамической устойчивости в условиях регулярних сейсмических воздействий.
Метод» исследования. Решение поставленных в работе задач выполнено путем анализа и обобщения теории и практики формирования якженеримх ово!-5ств просадочных ґрунтових массивов динамическими методами; аналитических исследований по определении оп-ївмальнш: Парамонов и конструкции закрепленного и уплотненного грунтового массиаа, обладающего повы&оакой сейсмостойкость»; экспериментальных исследований процессов формирования новой
сіруктурн лессового грунта под воздействием закрепляющих реагентов к взрывных нагрузок различной интенсивности; полигонных и опытно-првмыгапеннкх испытаний; гехнико-якономическ'ого анализа.
На защиту выносится реиение актуальной проблемы обеспечения длительной сейсмостойкости лессовых пород в массивах ограниченных размеров путем регулирования структурно-механических характеристик к обеспечения зональности строения деформированной области массива за счет физико-хшкческой обработки и рациональных приемов динамического уплотнешія грунтового проселочного массива.
Научная новизна работы.
-
Аналитически установлено снижение сейсмического эффекта в области локального уплотнения .массива просадочных грунтов и разработана расчетная схема оценки влияния импульсных воздействий на динамическую жесткость уплотненных грунтовых оснований сложного зонального строения.
-
Исследованы механические эффекты трамбования а взрыва в лессовом массиве с целью установления рациональных энергетических к геометрических параметров источника возмущений.
-
Получены данные экспершентально-теоретических исследований кинетики развития новообразований в лессовом грунте, содержащем систему закрепляющих веществ различного состава; установлена взаимосвязь механизма фйзико-хшичесного закрепления лессовых пород с явлением синтеза силикатных вянущих веществ; разработаны системы реагевтоз, позволяющие формировать заданные деформационные свойства лессового массива, ориентированные на его повышенную сейсмостойкость.
-
Предложена принципиальная схема и разработаны режимы комбинированного метопа стабилизация лессового просадочного массива; исследованы закон мерности формирования механического эффекта взрыва системы зарядов конечных размеров в закрепленном массиве неоднородного сложения.
-
Произведена качественная и количественная оценка ампли-» гудно-частотного спектра колебаний грунтовых оснований различного зостояния и выявлено существенное уменьшение амплитуды сейсмических колебания в основаниях,' обработанных по комбинированной схеме,
Досговерность научных положений, выводов и рекомендаций ра-5оты обоснована: большим объемом экспериментальных исследований в лабораторных я полевых условиях, их аналитические обгЗДенизм и
теоретическим обоснованием, обширнил опытом уплотнения и укрепления лессовых массивов на объектах, промышленного гражданского и гидромелиоративного строительски, и сейсмоактивных районах, достаточным объемом внедрения рекекшдаций работы с получением существенного экономического эффекта.
Практическая ыеквость работы.
I. Разработаны инженерные методы расчета параметров взрывных работ при уплотнении просадочшх породных массивов, учитывающие исходные грунтовке условия, уровень последующих сейсмических . воздействий не сооружения и требования к их безопасной эксплуатации.
2. На основе раскрытых закономерностей изменения физико-
механических свойств проезд очных грунтов при их обработке систе
мой закрепляющих реагентов, установленной кинетики развития но
вых деформационных к прочностных свойсгв грунтов в пределах об
рабатываемого блока ограниченных разменов разработаны практи
ческие приемы и последовательность нньектирования в сочетании
с динамическими уплотнением с целью ликвидации явлений бытовой и сейсмической просодочностя грунтовых оснований.
3. Разработаны и утверждены директивными органами реко
мендации и инструкции по реализации антисейсмических мероприятий
на строительстве и реконструкции инкеверных сооружений на сильно-
засоленнпх просадочшх грунтах аридной зони, по проектированию
рациональных параметров взрывных раб си при подготовке сейсмостой
ких оснований промышленных, гражданские, гидромелиоративных и
'сельскохозяйственных объектов.
Апробация работы.
Основные научные и практические положения работы положены на совещании молодых ученых в г.душадбе /1978 г./, на республиканской конференции молодых ученых /г.Ашхабад, 1980 г./, ка конференции молодых ученых я специалистов "Совершенствование взрывных работ в горных породах и грунтах" /г.Тернополь, 1982 г./, на научных конференциях "Использование энергия взрыва на объектах мелиоративного, дородного, ирригационного строительства и на открытых разработках" /Киев, 1980, 1981, 1985, 1989, 1992 г.г./, на республиканском совещании "Подготовка оснований и устройство фундаментов на просадочных грунтах и в сейсмических районах" /Чимкент, 1985/, на ІУ республиканской региональной научно-технической конференции- "Новые элективные материале* и конструкции в
строительстве" /.Ашхабад, 1906/, на научпо-пракїическо2 конференции "Сейсмическое строительрТЕО и строительные материалы" /Ашхабад, 1990 г./.
В полном объеме диссертация докладывалась на расширенном заседании кайедрн "Строительство сейсмостойких зданий и сооружений" в г.Ашхабаде ШйПКС при МИСИ /19у2 г./, на совместном заседании научного семинара отдела геодинамики взрыва Института гидромеханики АН Украины и кафедри геотехнологии и инженерной экологии Киевского политехнического института /1932 г./.
Реализация результатов исследований в поомшлениости. Внедрение результатов исследований осуществлялось в 197б~1992г.г. при разработке мероприятий по упрочнению грунтовых оснований на объектах сельскохозяйственного промышленного, гражданского и we -лиоративяого строительства Туркменистана. Практические рекомендации работы приняты для применения проектними и производственными организациями в зоне Каракумского канала.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 44 научных труда, в т.ч. 5 брошюр и 4 изобретения. Основные положения диссертации отражены в научных отчетах.
Структура и обьем работы.
Диссертационная работа /введение, 5 глав, заключение/ изло-. кена на 235 страницах машинописного текста, оопержит 70 рисунков, 47 таблиц, список использованной отечественной и зарубежной литературы из 220 наименований.
В диссертации использованы результаты исследований, выполненных автором самостоятельно, а также при участии сотрудников научной лаборатории базовой кафедры 1ЩЛКС при МВД.
Похожие диссертации на Научные основы и методы формирования динамических свойств просадочных грунтов в сейсмоактивных районах
