Введение к работе
Актуальность темы. Современный уровень строительства промышленных и гражданских сооружений на грунтовых основаниях требует глубокого исследования прочностных и деформационных характеристик грунтов для правильной оценки надежности и экономичности проектных решений.
В настоящее время внедрение в практику строительства получили методы подготовки грунтовых оснований и возведения грунтовых сооружений, непосредственно связанные с кратковременным и интенсивным характером воздействия на грунт (взрывным, ударным). К таким методам следует отнести возведение сооружений направленным взрывом, методы технической мелиорации, использующие ударные или взрывные воздействия на грунтовый массив. Опыт применения подобных методов показывает на их высокуиэффективность и экономичность. Однако их применение сдерживается малой изученностью реакции грунта на импульсное воздействие, отсутствием методов прогноза изменения прочностных и деформационных характеристик при действии импульса нагрузок в условиях слозного напряженного состояния.
Практически все процессы, происходящие *в грунте при действии на него ударной или другой импульсной нагрузки, тесно связаны о прохождением волн напряжений по грунту и, в конечном итоге, определяются такими параметрами, как общая продолжительность действия ншульоа, скорооть нарастания давлэния, максимальное значение давления.
Учитывая это, представляется очевидным необходимость исследования связи параметров волн сжатия (амплитудно-временной конфигурации ударного импульса) и реакции грунта на это воздействие. В конечном итоге, нзобходима оценка влияния параметров импульсного воздействия на изменение прочности п накопление остаточных деформаций грунта в зависимости от его исходного состояния. В связи с этим представленная диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию поведения моренных суглинков о разной степенью водонаснщэння под действием импульсных нагрузок в условиях сложного напряженного состояния.
Цель работы - носледование прочностных и деформационных свойств связных грунтов, а также определение закономерностей их поведения в зависимости от степени водонаснщзния и плотности
- 4 -грунта в условиях сложного напряженного состояния с приложением различных параметров"импульсного воздействия.
Для достижения цели исследований решены следующие задачи:
-
Усовершенствован с"ществующий прибор динамического нагружения грунта для возможности проведения испытаний грунтов импульсными воздействиями с различными параметрами, в условиях сложного напряженного состояния по консолидированно-дренированной и кон-солидированно-недренированной схемам нагружения;
-
Создана система регистрации быстропротекагацих процессов в приборе динамического нагружения грунта;
-
Разработана методика проведения и обработки экспериментов по различным схемам и при различных сочетаниях статического и динамического режимов нагружения;
-
Выполнен комплекс экспериментальных исследований поведения моренных суглинков с различными степенью водонасыщения и плотностью в условиях сложного напряженного состояния при статических и динамических воздействиях;
-
Выявлено влияние плотности, водонасыщенноста, условий дренирования и параметров импульса воздействия на прочность и деформируемость связного грунта находящегося в сложном статическом напряженном состоянии с различной степенью приближения к предельному состоянию;
-
Определены закономерности развития дополнительных пластических (остаточных) деформаций связных грунтов в зависимости от степени водонасыщения, статического напряженного состояния и параметров импульсного воздействия;
-
Проведен анализ влияния исходного состояния связного грунта на развитие порового давления и характер разрушения в зависимости от вида нагружения (статического и динамического).
Щучная новизна работы состоит в следующем:
-
Определено влияние плотности, степени водонасыщения и условий проведения опытов на прочность и деформируемость грунтов при динамическом импульсном нагружении;
-
Установлены зависимости влияния параметров импульсного воздействия на прочностные свойстваисследуемых грунтов;
-
Установлены количественные зависимости развития дополнительных шшстичеоких (остаточных) деоормаций от параметров им- .
- 5 -пульса воздействия и статического напряженного состояния;
4. Определены закономерности развития динамического порового давления.
Практическое значение работы заключается в том, что предложенная методика испытаний грунтов позволяет определить влияние ишульса нагрузок на прочность и деформируемость грунтов с учетом различных факторов: начальной плотности, степени водонасыщения, начального статического напряженного состояния и параметров импульса воздействия.
Исследования выполнены в рамках комплексного изучения геотехнических свойств грунтов дамб Загорской и Кайнщдорской ГАЭС в условиях высоких напряжений и скоростей нагружения.
Результаты исследований и разработанные методики проведения и обработки экспериментов использованы ННСом Гидропроекта (НИИЭС) при обосновании технических проектов сооружений.
Апробапия диссертации. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались на ХУІ и ХУЛ Молодежных научно-технических конференциях Гидропроекта (Москва, 1989, 1991 гг.), ТУШ Всесоюзной молодежной научно-технической конференции В/О Тид-ропроект" (Канав, 1991 г.), Региональной научно-методологической конференции (Каратау, 1991 г.), научном совете отдела исследований грунтовых и подземных сооружений и технологии их возведения HDI3C (Москва, 1992 г.) и кафедре механики грунтов, оснований и фундаментов МИСИ им.В.В.Куйбышева (Москва, 1992 г.).
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 3 печатных работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы из 118 наименований и включает 172 страницы, из них 95 страниц машинописного текста, 65 иллюстраций и 12 таблиц.
На зашиту выносятся следующие положения;
-
Методика и результаты экспериментальных исследований прочности и деформируемости моренных суглинков при различной отепени водонэсыщения, отатическом и динамическом нагружании, в условиях сложного напряженного состояния.
-
Методика обработки экспериментальных данных для выявления закономерностей поведения грунтов при статических и динамических воздействиях.
3. Закономерности поведения водонасыщенных моренных суглинков при статических и динамических воздействиях. ,
