Введение к работе
Актуальность. Нельзя построить совершенную гидромелиоративную систему без достаточного количества гидротехнических сооружений на ее сети. А при строительстве гидромелиоративных систем в торфяных грунтах проектировщики из-за незнания физико-механических свойств торфов как слабых грунтов переносили сетевые сооружения за пределы торфяного массива или отказывались от их строительства вообще. Перенос сетевых сооружений на минеральный грунт или отказ от их строительства снижает качество системы.
Первоначальным вариантом проекта осушения торфяных залежей поймы р. Дубны было предусмотрено несколько сотен различных сетевых гидротехнических сооружений, а затем было снижено их количество до нескольких десятков сооружений.
По мере накопления знаний о физико-механических свойствах торфов сетевые сооружения стали размещать и в пределах торфяного массива. Однако строили их на различных искусственных основаниях. Сооружения на искусственных основаниях устойчивы и эксплуатационно пригодны, но они заметно дороже аналогичных сооружений, строящихся на естественном минеральном основании. Трубчатые сооружения с жесткой водопроводящеи частью, передающей на естественное торфяное основание равномерно распределенную нагрузку, жесткость которой обеспечивается укладкой звеньев водопроводящеи трубы на жесткую фундаментную плиту с плоской подошвой, устойчивы, эксплуатационно пригодны и дешевле аналогичных сооружений на различных искусственных основаниях, но дороже аналогичных сооружений, строящихся на естественном минеральном основании. Снизить стоимость сооружения можно, придав жесткость в продольном направлении самой водопроводящеи трубе, и уложив ее непосредственно на естественное торфяное основание. Придать водопроводящеи трубе жесткость в продольном направлении технически осуществимо, больших затруднений не вызывает. Применение таких сооружений сдерживается отсутствием методики расчета их осадок. Отсутствие методи-
2 ки расчета осадок объясняется недостаточной изученностью напряженно-деформированного состояния естественного торфяного основания под трубами - цилиндрическими штампами.
Диссертационная работа выполнена на кафедре "Основания и фундаменты" Московского государственного университета природоустройства (МГУП) в соответствии с планом научно-исследовательских работ, являясь частью общегосударственной научно-технической программы 0.52.01. "Создать и внедрить высокопроизводительные мелиоративные системы и технологические процессы их строительства, повысить эффективность использования мелиорированных земель и водных ресурсов", принятой на 1986...90 г.г.
Целью работы является обоснование возможности и целесообразности при строительстве гидромелиоративных систем в торфяных грунтах устройство трубчатых сетевых гидротехнических сооружений, трубы которых уложены непосредственно на естественное торфяное основание. В связи с этим в задачу входило:
-
Изучить по проектным материалам, по публикациям в научно-технической литературе, личным участием в обследовании построенных сетевых гидротехнических сооружений гидромелиоративных систем в торфяных грунтах, применяемые конструкции сетевых сооружений и методы их устройства.
-
Изучить и проанализировать существующие методы расчета совместной работы трубчатых сетевых сооружений и их оснований.
-
Изучить и проанализировать напряженно-деформированное состояние естественных торфяных оснований труб -крупноразмерных цилиндрических штампов.
-
На основании результатов экспериментальных и теоретических исследований напряженно-деформированного состояния естественного торфяного основания крупноразмерных цилиндрических штампов разработать методику расчета осадок трубчатых сетевых гидротехнических сооружений, водопроводящие трубы которых уложены непосредственно на торфяное основание.
5. Осуществить экспериментальное строительство сооружений, провести наблюдение за их совместной работой с естественным торфяным основанием и сравнить результаты расчета осадок с результатами натурных наблюдений.
Методика исследований включает в себя экспериментальные и теоретические исследования. Теоретические исследования напряженного состояния естественных торфяных оснований труб - крупноразмерных цилиндрических штампов базировались на методах теории упругости. Критерием оценки точности результатов теоретических исследований являлось сравнение их с результатами натурных экспериментальных исследований.
Научная новизна работы состоит в следующем:
исследована экспериментально качественная и количественная картина напряженно-деформированного состояния естественного торфяного основания труб - крупноразмерных цилиндрических штампов;
экспериментально доказана возможность использования для расчета напряжений линейно-деформируемых тел;
теоретически обоснована методика расчета сжимающих напряжений в естественных торфяных основаниях трубчатых сетевых сооружений;
разработана методика расчета осадок водопроводя-щей части трубчатых сетевых гидротехнических сооружений, водопроводящие трубы которых лежат непосредственно на естественном торфяном основании;
теоретически и экспериментально обоснована возможность устройства сетевых трубчатых гидротехнических сооружений на естественном торфяном основании.
Практическая ценность работы заключается в:
усовершенствовании конструкции трубчатых сетевых гидротехнических сооружений, предназначенных для строительства на естественном торфяном основании;
разработке методики расчета напряженно-деформированного состояния естественных торфяных оснований и методики расчета осадок сетевых трубчатых сооружений на них;
- экспериментальном доказательстве возможности и делесооб разности устройства сетевых трубчатых гидротехнических сооружений, во до проводящие трубы которых уложены непосредственно на естественных торфяных основаниях.
Реализация результатов работы. Результаты работы вошли в альбом «Типовые проектные решения», № 820-1-099. 90, - Киев: Укргипроводхоз и МГМИ , 1990, разработанных совместно с Укргипроводхозом по заданию Союзвод-проекта и в справочник "Мелиорация и водное хозяйство", том 3 - "Осушение" (издание 2, в печати).
Апробация работы. Результаты различных этапов работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Московского государственного университета природообустройства в 1985...1998 гг., на совещаниях специалистов в Главнечерноземводстрое (1987) и в проектном институте Мосгипроводхоз (1987).
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 4-х статьях (и одна находится в печати).
Диссертация состоит из Введения, 5 глав и основных выводов, содержит 162 страницы машинописного текста, 55 рисунков и списка литературы из 141 наименования.
