Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения Сафронов Юрий Владимирович

Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения
<
Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Сафронов Юрий Владимирович. Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения : ил РГБ ОД 61:85-5/4592

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О

МОРОЗНОМ ПУЧЕНИИ ГРУНТОВ И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИИ НА ФУНДАМЕНТЫ СООРУЖЕНИЙ 11

1.1. История изучения морозного пучения грунтов 11

1.2. Основные положения теории морозного пучения грунтов 14

1.3. История изучения касательных сил морозного пучения 19

1.3.1. Лабораторные методы определения касательных сил морозного пучения 19

1.3.2. Аналитические методы оценки касательных сил пучения 22

1.3.3. Полевые методы исследования касательных сил морозного пучения 24

1.4. Современное состояние вопроса о взаимодействии

промерзающих пучинистых грунтов с фундаментами,. 29

Глава 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ

ГРУНТОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ 34

2.1. Методика изучения промерзания и пучения грунтов. 34

2.1.1. Температурно-влажностный режим и глубина сезонного промерзания грунтов 34

2.1.2. Деформации пучения промерзающего грунта 37

2.2. Метод и конструкция полевой установки с шариковыми индикаторами для определения касательных сил пучения 40

2.3. Методика и организация работ по подготовке и производству полевых определений касательных сил пучения 46

2.3.1. Подготовка силоизмерительного устройства к работе 46

2.3.2. Выбор и оценка площадки для производства полевых испытаний 48

2.3.3. Изготовление модели опытного фундамента 49

2.3.4. Анкеровка и монтаж полевых установок 50

2.3.5. Производство полевых испытаний. 57

2.3.6. Обработка результатов полевого определения касательных сил пучения методом шарикового индикатора 58

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ДЕФОРМАЦИЙ И КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ 60

3.1. Морозное пучение грунтов и касательные силы пучения на опытной площадке в пос. Клязьма Московской обл 60

3.2. Морозное пучение грунтов и касательные силы пучения' на опытной площадке в г. Лабытнанги Тюменской обл 67

3.3. Морозное пучение грунтов и касательные силы пучения на опытной площадке в г. Воркута Коми АССР 80

3.4. Морозное пучение грунтов и касательные силы пучения на опытной площадке в г. Загорск Московской обл 112

Глава 4. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТА

И ФОРМИРОВАНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ ПУЧЕНИЯ 124

4.1. Морозное пучение по глубине слоя промерзающего грунта 124

4.2. Приближенная оценка деформаций морозного пучения грунтов 129

4.2.1. Существующие методы прогноза морозного пучения и обоснование выбора исходной формулы 129

4.2.2. Предлагаемый метод оценки деформаций морозного пучения глинистых грунтов 132

4.2.3. Оценка деформаций морозного пучения песчано-гравелистых грунтов 135

4.3. Морозное пучение грунта у фундамента и касательные силы пучения 137

Глава 5. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ

СИЛ ПУЧЕНИЯ И ОЦЕНКА ЭТИХ СИЛ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ 145

5.1. Динамика касательных сил пучения при использовании динамометрического метода измерения 146

5.2. Динамика касательных сил пучения при использовании метода шарикового индикатора 150

5.3. Оценка величины касательных сил пучения и расчет устойчивости фундаментов на воздействие этих сил 154

Глава 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТОДИКЕ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ 159

6.1. Общие положения 159

6.2. Описание полевой установки для определения касательных сил пучения грунтов 161

6.3. Организация и техника производства полевых испытаний 162

ВЫВОДЫ 172

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 174

Введение к работе

В последнее время в планах развития народного хозяйства страны большое место уделяется освоению районов Крайнего Севера и Сибири. В связи с расширением строительства в этих районах на грунтах, подверженных глубокому сезонному промерзанию, особенно остро возникают проблемы, связанные с объемным деформированием (пучением) промерзающих нескальных горных пород и грунтов, а также воздействием пучинистых грунтов на фундаменты сооружений.

В результате замерзания грунтовой влаги в массиве грунта возникает гидродинамическое давление, приводящее к увеличению объема промерзающего массива. Находящийся в таком грунте фундамент испытывает на себе силовое воздействие со стороны расширяющегося массива грунта, направленное: по нормали к подошве фундамента, по нормали к его боковой поверхности, по касательной к боковой поверхности фундамента.

Чтобы избежать нормального к подошве фундамента давления со стороны пучащегося грунта достаточно заложить фундамент ниже максимально возможной глубины сезонного промерзания. Нормальные к боковой поверхности фундамента силы в общем случае взаимно компенсируют друг друга.

Объектом исследований автора диссертации являются деформации пучения промерзающего грунта и возникающие в результате смерзания грунта с боковой поверхностью фундамента касательные силы пучения. Неравномерное во времени и в пространстве развитие таких деформаций и сил может привести к значительному повреждению надфундамент-ных конструкций и сооружений.

Для расчета фундаментов по устойчивости на воздействие касательных сил морозного пучения грунтов применяется удельная касательная сила, которая пересчитывается на площадь боковой поверхно- сти фундамента. По данным разных исследователей, указанная сила изменяется в широких пределах: от 0,02 МПа /Дергунов, 1945/ до 0,211 МПа /ЇІчелинцев, 1974/. Сопоставить эти цифры трудно из-за применения разных методов измерения сил пучения.

В нормативно-технических документах /СНиП-П-18-76/ указывается, что нормативное значение касательной силы пучения грунтов должно определяться опытным путем. Однако, до сих пор отсутствуют такие определения для большинства районов страны, подверженных глубокому сезонному промерзанию грунтов. Имеющиеся в СНиПе значения удельных касательных сил пучения для некоторых мерзлотно-грунтовых условий в известной степени условны и требуют уточнения и конкретизации.

Применявшиеся до последнего времени методы полевого измерения касательных сил морозного пучения грунтов имеют ряд недостатков, снижающих возможность их дальнейшего использования в практике инженерных изысканий.

Отмеченные обстоятельства вызывают настоятельную необходимость создания унифицированной усовершенствованной методики полевого определения касательных сил пучения с целью повышения эффективности инженерных изысканий и получения расширенного диапазона нормативных значений сил пучения, пригодных для практического использования в фундаментостроении. Очевидна также необходимость дальнейших теоретических и экспериментальных исследований закономерностей морозного пучения грунтов и его воздействия на фундаменты для обоснования преимуществ разрабатываемой методики полевого определения касательных сил пучения и составления практических рекомендаций по ее применению. Все это обуславливает актуальность, народно-хозяйственную и научно-практическую значимость диссертационной работы.

Целью диссертации является изучение работы одиночных столбчатых фундаментов, установленных на промерзающих пучинистых грунтах для обеспечения устойчивости фундаментов в процессе строительства и эксплуатации зданий и инженерных сооружений.

Для достижения поставленной цели в работе решался комплекс взаимно связанных научных и практических задач:

Разработать методику определения касательных сил морозного пучения грунтов в полевых условиях.

Изучить сравнительные возможности разрабатываемого и ранее применявшихся методов измерения касательных сил пучения для выявления и обоснования наиболее совершенного метода исследований.

Установить основные закономерности морозного пучения грунтов в различных климатических и мерзлотно-грунтовых условиях и дать приближенный метод расчета деформаций пучения.

Выявить закономерности формирования и развития касательных сил морозного пучения под влиянием факторов природной обстановки.

Для типичных районов распространения наиболее пучиноопас-ных пылеватых супесчано-суглинистых грунтов получить нормативные значения касательных сил пучения.

Уточнить метод расчета одиночных столбчатых фундаментов по устойчивости на воздействие касательных сил пучения.

На основе проведенных экспериментальных исследований дать рекомендации по применению установки с шариковыми индикаторами для определения касательных сил морозного пучения в полевых условиях.

Для решения поставленных задач были созданы научно-исследовательские площадки в Подмосковье (пос. Клязьма Пушкинского района, г. Загорск) и в Заполярье (г.г. Лабытнанги Тюменской обл. и Воркута Коми АССР). Площадки расположены в типичных районах распространения супесчано-суглинистых грунтов с глубоком сезонным промерзанием и наличием многолетнемерзлых горных пород несливающегося типа.

В пределах опытных площадок с 1981 по 1985 г.г. проводилось исследование касательных сил морозного пучения грунтов с помощью трех разных методов: последующих нагрузок, динамометрического и метода шарикового индикатора. Кроме того, проводился комплекс наблюдений за сезонным промерзанием и пучением грунтов. Научная новизна работы заключается в следующем:

Экспериментально установлены преимущества метода шарикового индикатора, по сравнению с ранее применявшимися методами полевого измерения сил пучения.

Дано обоснование метода шарикового индикатора как наиболее достоверного способа измерения сил пучения в полевых условиях.

На основе разработанной методики экспериментально установлены основные закономерности морозного пучения грунтов и его влияния на фундаменты для типичных условий распространения пылеватых суглинистых грунтов. Даны нормативные значения сил пучения исследованных грунтов.

Разработан приближенный метод расчета максимальных деформаций морозного пучения глинистых и песчано-гравелистых грунтов.

Уточнен метод расчета одиночных столбчатых фундаментов по устойчивости на воздействие касательных сил пучения по результатам полевых определений методом шарикового индикатора.

Применение в качестве унифицированного способа определения касательных сил пучения разработанного метода шарикового индикатора имеет большую практическую значимость. Полевая установка с шариковыми индикаторами компактна, проста по устройству и надежна в эксплуатации в самых суровых условиях Крайнего Севера.

Получение единым способом расширенного диапазона нормативных значений касательных сил морозного пучения для различных климатических и мерзлотно-грунтовых условий позволит составить прогноз формирования сил пучения для тех или иных районов строительства, что намного удешевит инженерные изыскания и повысит их надежность.

В ходе исследований диссертантом самостоятельно разработана методика полевого эксперимента по определению касательных сил пучения. Обработка результатов экспериментов и научные обобщения и выводы сделаны лично автором. Постановка и проведение полевых испытаний осуществлялись под руководством и при непосредственном участии диссертанта.

Результаты работы по теме диссертации докладывались на Конференции молодых специалистов ПНИИИСа (Москва, 1983), Всесоюзной конференции по геокриологии (Чита, 1984), Совещании по мерзлотоведению (Воркута, 1985).

По теме диссертации сданы в печать 7 работ, из которых 4 опубликованы.

Материалы диссертации используются при составлении ГОСТа "Грунты. Метод определения касательных сил пучения", который готовится к публикации в 1986 г.

Работа состоит из введения , б глав и выводов, общим объемом 183 машинописных страницы. Текстовая часть, изложенная на 115 страницах, иллюстрирована 52 рисунками, 8 таблицами на 6 страницах. Диссертация содержит III библиографий на 10 страницах.

В разное время в работе принимали участие сотрудники лаборатории изучения свойств мерзлых грунтов ПНИИИСа: ст.н.сотр. Духин И.Е., ст. инженеры Пижанков Н.М., Яновицкий A.M., Минаев А.Н. Большую помощь в постановке эксперимента и оборудовании опытных площадок оказали сотрудники Северной научно-исследовательской мерзлотной станции под руководством ст.н.сотр. Стремякова А.Я., работники СО НИИОСПа и Загорской экспериментальной станции (руководитель B.C. Десяк). При обсуждении результатов экспериментальных работ и написании текста диссертации большую помощь советами и консультациями оказали доктор г.-м. наук профессор Савельев Б.А. и ст.н.сотр., к.т.наук И.В. Шейкин. Всем им автор выражает свою искреннюю признательность.

Особую благодарность автор приносит доктору технических наук В.О. Орлову, при непосредственном участии и под чутким руководством которого проводилась вся работа, начиная от выбора темы и постановки полевого эксперимента и кончая обработкой полученных результатов и написанием текста диссертации.

class1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О

МОРОЗНОМ ПУЧЕНИИ ГРУНТОВ И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИИ НА ФУНДАМЕНТЫ СООРУЖЕНИЙ class1

История изучения морозного пучения грунтов

Во время строительства и эксплуатации дорожных сооружений часто возникают вопросы, связанные с деформацией поверхностного слоя грунта при его сезонном промерзании и оттаивании. Первые сведения о мерах борьбы с пучением грунтов на дорогах России относятся к концу первой половины прошлого столетия /Тулаев, 1941/, когда при отсыпке и устройстве мостовых дорог впервые стали применять простейшие конструктивные приемы борьбы с пучением.

В восьмидесятые-девяностые годы XIX века началось строительство Забайкальской и Амурской железных дорог, в связи с чем появилась настоятельная потребность изучения процессов взаимодействия инженерных сооружений с мерзлым и промерзающим грунтом. В это время появились первые работы русских исследователей-инженеров, таких как: И.А. Лопатин /1876/, С.Г. Воислав /1896/, В.И. Штукенберг /1894/. Эти работы положили начало теоретическому изучению процессов пучения и миграции влаги в промерзающих грунтах. Профессор С.Г. Воислав впервые в лабораторных условиях получил экспериментальное подтверждение миграции воды в мерзлом грунте.

В начале XX века из печати выходят работы ряда русских исследователей, продолжавших разработку теории пучения /Богданов, 1912; Стаценко, 1912 ; Драницын,1914 и др./

Первые зарубежные работы вышли в свет в Швеции и США в начале XX века. Среди них наибольший интерес представляют исследования американцев С. Тэбера /1917, 1930/, Д. Буюкоса /1923/, Г. Бескова /1936/, Р. Рюкли /1958/ и др.

С Тэбер предложил идею миграции пленочной воды, адсорбированной на поверхности твердых частиц, под влиянием сил кристаллизации. По его мнению, растущий кристалл льда ориентирует и притягивает к себе одну за другой молекулы из окружающей его пленки адсорбированной воды, и это движение будет происходить до тех пор, пока сопротивление отрыва молекул воды не станет больше сил кристаллизации /Гэбер, 1930/.

Одновременно с гипотезой С. Тэбера детальный анализ механизма пленочного перемещения воды при ее испарении в талых грунтах был сделан русским ученым А.Ф. Лебедевым. В его работах /Лебедев,1936 и др./ было выдвинуто положение, что градиент давления адсорбционных сил в пленках пропорционален градиенту концентрации пленочной (рыхлосвязанной) влаги в грунте, то есть движение воды в пленках происходит из мест более влажных в места пониженного содержания влаги до полного выравнивания влажности грунта. Это послужило основой для дальнейшего развития теории пленочного механизма миграции влаги в промерзающих грунтах /Бесков, 1936; Гольдштейн, 1946, 1948 ; Пузаков, 1950 и др./.

class2 МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ

ГРУНТОВ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ class2

Температурно-влажностный режим и глубина сезонного промерзания грунтов

Промерзание грунтов определенного состава оценивалось по изменению их температурного режима в течение зимнего периода. Для этого использовались специально оборудованные температурные скважины, оснащенные связками термодатчиков или гирляндами термометров. Глубина погружения термокос задавалась в зависимости от толщины CMC на участке исследований и составляла 2 - 5 м. Температура измерялась через каждые 0,25-0,5 м, начиная с поверхности площадки, с точностью до 0,05 С.

Для предохранения от попадания частиц грунта и грунтовой и атмосферной влаги, температурная скважина обсаживалась металлической трубой с заглушкой на тижнем торце и пробкой на верхнем отверстии. Выступающий над поверхностью опытной площадки конец обсадной трубы изолировался от прямого контакта с воздухом с помощью ваты, поролона, опилок и другого материала с низкой теплопроводностью. Тем самым уменьшалась возможность влияния более теплопроводного, чем грунт металла на ход промерзания вблизи скважины.

Температурный режим грунтов CMC изображался в виде графиков изменения температуры с глубиной во времени (см. гл. 3). С помощью этих графиков, по положению нулевой изотермы, косвенно оценивалась динамика глубины сезонного промерзания. При этом учитывалось, что температура замерзания грунта ( t зам), характеризуемая началом кристаллизации поровой влаги, всегда ниже О С, вследствие засоленности воды и ее взаимодействия (связанности) с минеральным скелетом (Федоров, 1968 и др.). Кроме того, принималось во внимание, что понятие глубина или граница промерзания условно и неопределенно, так как промерзание происходит одновременно в некотором слое грунта, называемом зоной промерзания.

Одним из основных, исходных факторов, влияющих на температурный режим грунтов сезонномерзлого слоя, является температура окружающего воздуха (І8 ). В проведенных экспериментах температура воздуха измерялась непосредственно на опытной площадке с помощью датчиков электротермометра или заленивленных термометров, а также велась непрерывная запись температуры на термографе с недельным заводом барабана. Полученные результаты измерений контролировались данными ближайшей метеостанции и изображались в виде графиков.

class3 РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ДЕФОРМАЦИЙ И КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ class3

Морозное пучение грунтов и касательные силы пучения на опытной площадке в пос. Клязьма Московской обл

На данной опытной площадке отрабатывался метод измерения только максимальных за зимний период касательных сил пучения грунтов, промерзающих в условиях "закрытой" системы, то есть без дополнительного подтока влаги снизу к зоне промерзания. Для этого в грунт была установлена модель железо-бетонного одиночного свайного фундамента со средним периметром поперечного сечения, равным 62 см.

Результаты полевых испытаний показали, что в пределах опытной площадки распространены, в основном, супесчано-песчаные грунты (табл. 3.1). Лишь в приповерхностном слое, толщиной 0,25 м, встречены пылеватые суглинки с числом пластичности 0,12.

Распределение предзимней влажности (рис. 3.1 - 3.3) по слою сезонного промерзания отличается довольно равномерным характером, причем отмечено постепенное понижение влажности сверху вниз по раз резу от 18-22 % до 8-14 %. Влажность супесчано-суглинистых грунтовых разностей, в основном, находится в интервале между границами ". раскатывания и текучести, что предполагает наличие значительного количества рыхлосвязанной влаги, активно участвующей в процессе криогенной миграции.

В Подмосковье устойчивое промерзание грунта происходит обычно с ноября по март, когда среднесуточная температура воздуха опускается ниже О С. В то же время здесь часто бывают значительные потепления, приводящие к частичному или полному оттаиванию промерзшего слоя грунта.

class4 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТА

И ФОРМИРОВАНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ ПУЧЕНИЯ class4

Морозное пучение по глубине слоя промерзающего грунта

Промерзание грунта представляет собой процесс понижения его температуры, сопровождающийся кристаллизацией грунтовой влаги. Образующийся лед цементирует несвязную горную породу, придавая ей большую прочность. В диссертации рассматривается общий случай промерзания грунта сверху вниз, от поверхности вглубь грунтового массива. Скорость такого промерзания прямопропорциональна градиенту температуры и обратнопропорциональна влажности грунта.

Поскольку исследованные грунты имели предзимнюю влажность, в основном, превышающую предел раскатывания, их промерзание сопровождалось криогенной миграцией поровой влаги, приводящей к накоплению последней в поверхностном слое грунта, толщиной до 1,0 м (рис. 3.1-3.3, 3.9, 3.22, 3.28). В условиях "закрытой" системы промерзания (рис. 3.1-3.3, 3.22, 3.28) общего увеличения влажности, по сравнению с предзимним влагосодержанием, к концу периода промерзания не наблюдалось. Происходило лишь локальное перераспределение влаги, сопровождавшееся ее накоплением в верхней части сезонномерз-лого слоя за счет понижения влагосодержания вниз по грунтовому разрезу. Влажность подстилающих талых грунтов при этом опускается ниже границы раскатывания, что приводит к нарушению сплошности и прекращению миграционного потока влаги к зоне промерзания.

При промерзании в условиях "открытой" системы (рис. 3.9) предзимняя влажность увеличивается сверху вниз по разрезу, и на уровне водоносного горизонта грунт находится в переувлажненном состоянии. По мере продвижения вниз зоны промерзания влажность верхних частей сезонномерз лого слоя значительно повышается (иногда до 50-60 %). При этом влажность ниже по разрезу несколько понижается, но остается выше предела текучести. Таким образом, по всему сезонномерзлому слою сохраняется максимальное количество рыхлоевя-занной влаги, что обеспечивает непрерывность криогенной миграции из водоносного горизонта в промерзающую и промерзшую толщу грунта в течение всего морозного периода.

Соответственно перераспределению влаги по сезонномерзлому слою изменяется величина его объемной деформации. Она максимальна в поверхностном слое грунта, толщиной до 1,0-1,25 м (рис. 3.10, 3.24, 3.29). Направленность развития объемного деформирования промерзающего слоя грунта обуславливается сопротивлением участков, ограничивающих каждый выделенный слой сверху и снизу. На начальной стадии промерзания, когда толщина и бытовое давление в основании промерзшего слоя невелики, его объемное деформирование проявляется, в основном, в виде пучения, то есть сопровождается поднятием поверхности промерзающего слоя.

class5 ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ

СИЛ ПУЧЕНИЯ И ОЦЕНКА ЭТИХ СИЛ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ class5

Динамика касательных сил пучения при использовании динамометрического метода измерения

Развитие касательных сил пучения, как известно, имеет скачкообразный характер /Орлов, 1962 ; Перетрухин, 1967 ; Пусков, 1972 и др./, что обусловлено как неравномерным характером тепло- и массо-обмена в промерзающем слое грунта и, как следствие самих деформаций пучения грунта в естественных условиях, так и расслаблением напряжений в области контакта промерзающего и мерзлого грунта с фундаментом с течением времени.

Рассмотрим ход развития касательных сил пучения по данным наблюдений В.О. Орлова /1962/ в условиях несливающейся мерзлоты, проведенных при большой частоте замеров (рис. 5.1). Как видно из приведенного графика, общий рост касательной силы продолжался с середины октября до конца декабря. При этом максимальное значение силы не превысило 1,4 кН на погонный сантиметр поперечного сечения опытного фундамента. На фоне общего роста касательной силы четко выделяются периоды продолжительных спадов (до 5-Ю дней), во время которых происходило значительное уменьшение касательных сил, иногда достигающее 0,15-0,2 кН/пог.см или 12-16 кН (суммарная величина спада силы пучения). Такому изменению измеряемой силы соответствовало уменьшение показаний мессуры динамометра на величину порядка 3-5 мм.

В соответствии с принципом действия пружинного динамометра, силе его сжатия соответствует определенное положение в пространстве (перемещение) опытного фундамента. Таким образом, уменьшение показаний динамометра означает опускание фундамента на соответствующее расстояние. Следовательно, из рассмотренных материалов можно сделать вывод о том, что модель опытного фундамента динамометрической установки в течение зимнего периода испытывает многократные колебания в направлении действия сил пучения, график динамики которых при этом приобретает характерный вид "пилы" (рис. 5.1).

Точно такой же вывод получается при анализе динамики касательных сил пучения по данным Н.А. Перетрухина /1967/ (рис. 5,2) и других исследователей. Более того, в указанной работе Н.А. Перетрухина, кроме длительных спадов сил пучения, приводятся данные о периодических колебаниях касательных сил пучения, происходящих под влиянием суточных колебаний температуры воздуха. Подобные колебания опытного фундамента, хотя и невелики (не более десятых долей мм), но в сумме дают довольно значительную подвижку опытного фундамента.

Проанализируем специфику работы динамометрической установки по измерению касательных сил пучения.

Похожие диссертации на Морозное пучение грунтов и методика полевого определения касательных сил пучения