Введение к работе
Актуальность работы. Непрерывно усиливающаяся мировая тенденция к расширению сельскохозяйственного производства вьпгуждает осваивать в аридной зоне под орошаемое земледелие все больше площадей, сложенных слабыми, структурно-неустойчивыми грунтами. Мелиоративное освоение этих в большинстве своем весьма плодородных,но сильно и неравномерно деформирующихся при обводнении, ночвогрунтон представляет серьезную инженерно проблему, связанную с обеспечением надежной работы каналов и гидросооружений. К таким грунтовым условиям, в частности, относятся регионы распространения засоленных загипсованных и лессовых просадочных грунтов. Они занимают обширные континентальные территории земного шара преимущественно с засушливым климатом. D странах СНГ они распространены на площади 3,5 млн.кв.-км, а в Сирийской Джамахурии занимают до 50% территории и приурочены к районам современного и перспективного гидротехнического и мелиоративного строительства.
Негативной особенностью засоленных грунтов при фильтрации через них воды является проявление значительной и неравномерной суффузиои-ной деформации, ухудшение со временем прочностных свойств.коррозия фундаментов и бетонных конструкций сооружений. Все эти явления к тому же могут осложняться сопутвувщими деформациями просадки и набухания. Такое многостороннее опасное воздействие ірунтов оснований на сооружения и облицовки каналов вызывает частые отказы последних от нормальной эксплуатации и даже серьезные аварии. Например, опыт строительства в Сирии каналов Вади Эль Фалд, Нижнего и Верхнего Сальха-бяя показал.что часто повторяющиеся прорывы каналов, неисправности сооружений, расстройство стыков, коррозия и разрушение облицовочных плит крепления создают серьезные техшріескне и экономические трудности и резко снижают выход сельхозпродукции с подкомандных оропшемых земель.
В настоящее время нет нормативного документа, регламентирующего строительство сооружений и каналов оросительных систем на засоленных грунтах. Имеющиеся разрозненные рекомендации по расчету суффузион-ных и сопутствующих деформаций,по назначению инженерных мероприятий для обеспечения надежной работы ГТС в условиях засоленных грунтов, требуют обобщения, уточнения и совершенствования. В Сирии же к решению проблемы обеспечения- надежности работы каналов, иролодя-щих в засоленных грунтах, еще лишь только приступили.
.?-
Целью исслеповякий явилось повышение надежности работы каналов и гидросооружений путем совершенствования расчетных приемов их проектирования по совместным предельным деформациям с засоленными основаниями и разработка материалов для отдельных разделов отраслевых норм по проектированию оросительных систем на засоленных грунтах, применительно к условиям Сирии.
Задачи исследований в соответствии с темой и целью диссертационной раооты заключались в следующем:
1. Сбор, систематизация,анализ и обобщение имеющихся материалов по
проблеме строительства каналов и сетевых сооружений оросительных сис
тем на засоленных грунтах в государствах СИГ и Сирии.
2. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях особен
ностей деформационного процесса засоленных и лессовых, просадочных
грунтов при длительней увлажнении,в том числе - региональной спецн-
фнконми этих грунтов районов ирригационного строительства в Сирии;
Проверка, уточнение имеющихся расчетных моделей, формульных зависимостей и совершенствование расчетных приемов определения совместных вертикальных перемещений ГТС и засоленных оснований.
-
Разработка рекомендаций по определению расчетных параметров-фильтрационного увлажнения гидросооружениями своих засоленных основании, как определяющего фактора изменения во времени напряженно-деформационного состояния системы "ГТС - засоленное основание".
-
В направлении практической реализации установленных основных принципов и инженерных приемов обеспечения надежной работы ГТС на засоленных грунтах разработать отдельные предложения по улучшению конструкций сетевых сооружений и плит облицовки каналов.
Мслддикалгсследовашш состояла в статистической обработке собранных данных по рассматриваемым вопросам; ознакомлении в производственных условиях с работой каналов и сетевых сооружений па засоленных грунтах в Туркменистане и Сипни; проведение длительных лабораторных ( в том числе на специально изготовленных экспериментальных установках) компрессионно-фильтрационных и сдвиговых опытов по установлению характеристик физических, химических, прочностных, деформационных, фильтрационных и реологических свойств засоленных и просадочных грунтов и их изменения в процессе фильтрации.
Исследования п|к>водилнеь на образцах грунтов ненарушенного сложения, отобранных из пройденных в Сирин шурфов дли двух основных типов местных засоленных грунтов (сильно загипсованных и лессовых проса
дочньгх суглинков.)
Работа выполнялась в период с 1989-1994г.г. на кафедре "Основания и фундаменты" Московского гидромелиоративного института. Лабораторные исследования проводились в лаборатории грунтов Института Пустынь АН и Проблемной лаборатории МГМИ.
Научная попитип исглеппвяния заключается и :
- комплексном рассмотрении широкого крута вопросов- обеспечения
надежности работы каналов и сооружений оросительных систем на засо
ленных грунтах;
- установлении новых и уточнении имеющихся представлении и закономерностей изменения по времени фильтрационно-деформацнонного состояния системы "гидросооружение-засоленное основание";
- совершенствовании классификации засоленных грунтов для целей
гидромелиоративного строительства;
систематизации расчетных условий строительных площадок гидросооружений, сложенных засоленными грунтямд;
выделении реологической составляющей из общего размера совместных перемещений ГТС и засоленных оснований; .
формулировании отдельных принципов инженерного обеспечения надежности работы каналов и ІТС на засоленных грунтах.
Практическое значение работы состоит в совершенствовании расчет'-* ных приемов проектирования каналов и сооружений оросительных систем на засоленных грунтах по предельным совместным деформациям с суффозионио-неустойчнпыми основаниями, подверженными также деформациям просадки, набухания и реолопгческой осадки;
- разработке рекомендаций по учету параметров фильтрационного увлажнения грунтов оснований в деформационно-прочностных расчетах сооружений и облицовок каналов.
Для обеспечения и ускорения расчетов длительных вертикальных перемещений гидросооружений на засоленных основаниях и назначения сроков устройства облицовок каналов после пуска в эксплуатацию (по условиям их надежной дальнейшей работы) для расчетных коэффициентов в пред-л'оженпых формулах составлены таблицы.
Даны рекомендации но назначению инженерных мероприятий по обеспечению надежной работы гидросооружений.
.В направлении реализтщи^ последних предложены две конструктивные разработки нерегорпжпваючнто сетевого сооружении и устройства шва нротипофі«льтрацмоііін.іх бетонных облиновон каналов.
Получснлые'проектные предложения, рекомендации и разработки могут служить п качестве материалом для составлении нормативного документа
по проектированию оросительных систем на засоленных грунтах. Автор предлагает осуществить их в его практической инженерной деятельности в Сирии, о чем есть предварительная договоренность.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается хорошим совпадением результатов численных расчетов длительных вертикальных перемещений напорных бассейнов трех гидростанций на засоленных просадочных грунтах, выполненных по предложенным рекомендациям, с наблюденными геодезической государственной службой действительными многолетними их осадками. На защиту выносятся следуюпщё научно-технические положения:
- установленные закономерности фильтрационного процесса по време
ни в засоленных ірунтах и формульные зависимости для определения
параметров фильтрации;
-. приемы назначения достоверной расчетной величины относительной суффоэионной осадки по данным компрессионно-фильтрационных испытаний и установления реологической составляющей в общей вертикальной деформации основания гидросооружения;
-классификация засолешгых грунтов для целей гидромелиоративного строительства; систематизация расчетных условий ГТС и строительных площадок, сложенных засоленными грунтами; таблица предельных деформаций гидросооружений на засоленных основаниях;
- методика назначения (по условиям обеспечения надежной работы
каналов) срока устройства противофильтрационной облицовки, считая от
начала пуска канала в эксплуатацию;
инженерные мероприятия по обеспечению надежной работы каналов и сооружений оросительных систем на засоленных основаниях;
конструктивные разработки сетевого сооружения и шва бетонной облицовки канала для работы на сильно-деформирующихся засоленных и просадочных грунтах.
Апроблння работы и публикации. Результаты проведенных исследований докладывались на международном совещании по мелиорации загипсованных земель в АКСАД, г.Дамаск, 1990 г.
Получено авторское свидетельство N 1708984, "Трубчатый регулятор на оросительных каналах" с приоритетом изобретения, от 4 апреля 1990 года.
Объем..работы, 1G5 стр. машинописного текста, включая 9 табл. 26 рис. н списка использованной литературы 202 пазя., 17 на английском языке и 30 иа арабском.
