Введение к работе
Актуальность темы-Сложный характер награждения грунтов при воздействии на сооружения и основания как вертикальных, так и горизонтальных нагрузок обуславливает не только изменение в них знака главных напряжений ( сжатие - растяжение) , но и их поворот. Для получаемых при этой деформаций объема и формы грунта в недостаточной степени изучены закономерности их развития і отсутствуют решения по учету влияния поворота осей главных напряжений на величины смешений < осадок ) оснований и земляных сооружений-
Указанные вопросы прежде всего имеют существенное значение для оснований массивных грунтовых сооружений ( основания высотных зданий, реакторных отделений, высоких труб, установок на шельфе морей и др-> и для высоких грунтовых плотин. Для них актуальными остаются задачи определения напряженно-деформированного состояния грунтов с учатом особенностей их деформирования, в число которых входят дилатантное изменение объема, деформирование при изменении вида напряженного состояния, повороте осей главных напряжений и др.
При определении механических свойств грунтов существенную роль играет создание приборов и установок, обладающих высокой точностью, универсальностью, в той числе возможностью управления всеми тремя главными напряжениями, включая изменение их знака и поворот в пространстве. Большое значение имеют также выбор Формы образцов, разработка методики их приготовления и испытания при наиболее близкой соответствии условиям естественного залегания.
Перечисленные вопросы в той или иной степени рассматриваются в диссертационной работе.
Цель и задачи работы. Основной целью диссертации являлось исследование деформируемости и прочности глинистых грунтов на трубчатых цилиндрических образцах в трехосных испытаниях, соответствующих схемам нагружения оснований, с оценкой деформирования в зависимости от поворота осей главных напряжений и
использованием их результатов для оценки параметров подели Конднера при практической приложении ее к расчета» грунтовых пассивов
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи!
разработать и изготовить установку для трехосных испытаний полых цилиндрических образцов при различных схемах нагру-жения »
разработать систему измерения деформаций трубчатого образца і полностью определяющих его деформированное состояние, с возможностью оценки характера деформирования по высоте образца;
разработать методику приготовления полых цилиндрических образцов и технологию изготовления защитных резиновых оболочек, исключающих их влияние на деформации образца, выявить влияние торцевого эффекта на деформации образца;
изучить поведение грунта в условиях одноосного сжатия-растяжения и чистого сдига < при кручении ) трубчатого, образца ;
разработать методику исследования прочности глинистых грунтов в условиях смешанного их разрушения сдвигом с отрывом и провести сравнительный анализ результатов, полученных на различных установках і
зксперименталъно изучить влияние поворота осей главных напряжений на деформационные и прочностные характеристики грунтаі а также установить характер изменения параметров деформируемости в зависимости от напряженного состояния;
с использованием модели Конднера оценить влияние поворота осей главных напряжений на деформации оснований и сооружений-
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработана установка для трехосных испытаний, в которой реализованы различные пути нагружения трубчатого образца, включая деформацию кручения;
разработана методика и система измерения деформаций трубчатого образца в условиях одноосного и трехосного нагружения, включая его кручение.
исследована деформируемость и прочность глинистого грунта с учетом вила напряженного состояния и поворота осей главных напряжений , установлена зависимость параметров деформируемости и прочности от напряженного состояния;
выполнена оценка влияния поворота осей главных напряжений на работу оснований и сооружений с использованием модели Конднера.
Практическая ценность работы связана с '
созданием установки для трехосных испытаний, в которой реализовано независимое регулирование тремя главными напряжениями, включая изменение их знака и поворот в пространстве!
выявлением влияния торцевого эффекта при проведении опытов в условиях одноосного и пространственного нагружения?
разработкой методики определения деформаций трубчатого образца грунта по данным текзокетркческих измерений продольных и поперечных деформаций, а также замера внутреннего диаметра трубчатого образца грунта?
разработкой методики исследования прочности глинистых грунтов в условиях смешанного их разрушения сдвигом с отрывок и определением параметров прочности грунта в области растягивающих и сжимающих напряжений?
разработкой методики оценки влияния поворота осей главных напряжений и напряженного состояния на деформационные и прочностные характеристики грунта?
разработкой методики учета поворота осей главных напряжений в расчетах грунтовых массивов.
Реализация исследований- Результаты исследований нашли применение при проведении испытаний грунтов пригребнёи зоны плотины Днестровского гидроузла ( договор с Украинским институтом водного хозяйства ), при возведении каменно-эемляной плотины Таылыкского гидроузла Южно-Украинской АЭС, при выполнении научно-исследовательских работ по НТЗ-86-0550806 применительно к модели Бурейской ГЭС, по договору 10-10-019-2-7 и отражены в актах внедрения-
Апробация работы- Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзном научно-техническом совещании по проектировании и строительству энергетических
ов-ъектов в сейсмических районах ( Нарва, 1988 г. ), на 2 Всесоюзной конференции " Использование достижений нелинейной механики грунтов в проектировании оснований и Фундаментов ( Йошкар-Ола, 1989 г. ), на заседании кафедры " Подземные сооружения! основания и Фундаменты " СПбГТУ ( 1991 г. ).
Публикации.По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, получено 4 авторских свидетельства.
Об-ьеи работы. Диссертация состоит из введения, пяти г-лав, основных выводов, списка литературы 131 наименования и приложения
Работа содержит 150 страниц машинописного текста, 60 рисунков, 10 таблиц, 3 приложения, в том числе 8 таблиц.
На защиту выносятся!
установка для трехосных испытаний трубчатых образцов, позволяющая устанавливать закономерности деформирования грунта при различных видах напряженного состояния, включая поворот осей главных напряжений!
методика испытания трубчатых образцов связных грунтов в условиях одноосного и трехосного напряженного состояния с замером всех составляющих деформаций!
результаты экспериментальных исследований прочности связных грунтов в условиях различного механизма их разрушения с построением предельной поверхности прочности как в области сжимающих, так и растягивающих напряжений;
методика и техника исследования связного грунта в условиях гидростатического оёжатия, последующего девиаторного нагру-жения с одновременный поворотом осей главных напряжений!
оценка влияния поворота осей главных напряжений на деформационные и прочностные характеристики связного грунта, зависимость параметров деформирования от напряженного состояния грунта',
методика учета поворота осей главных напряжений в расчетах грунтовых массивов.
