Введение к работе
Актуальность. Экологическая обстановка и качество среды жизни стали в современном обществе необъемлемой частью инженерной деятельности, вошла в сферу административно-хозяйственной и строительной практики. Фактическое состояние экологической инфраструктуры всей планеты, в т.ч. и нашей страны, находится в критическом состоянии, поэтому для сохранения здоровой среды жизни человека необходимо сократить площади антропогенно измененных техногенных грунтов, т.е. провести экореконструкцию нарушенного ландшафта и использовать его в дальнейших инженерных целях. Потому актуальной является проблема создания фундаментов, зданий и подземных сооружений на техногенных грунтах, в т.ч. на вторичных материальных ресурсах (полигонах отходов, накопителях и т.п.) с использованием новых композитных материалов.
Целью диссертационной работы является совершенствование конструкций подпорных сооружений для искусственных оснований, состоящих из лицевых стенок и армирующих элементов из композитных материалов.
В задачи исследования входят:
1. Анализ современного состояния использования вторичных ресурсов с применением композитных материалов в решении вопросов городских застроек.
2. Разработка технических решений комплекса элементов конструкций с применением композитных материалов по обеспечению надежности и безопасности работы оснований и сооружений на грунтах со слабой несущей способностью, их классификации.
3. Проведение теоретических и экспериментальных исследований по определению оптимальных параметров конструкций (лицевой стенки и армирующих элементов) из композитных материалов на надежность работы искусственных оснований.
4. Создание методов расчетного обоснования по определению напряженно-деформированного состояния грунтонаполняемой лицевой стенки и армолент.
5. Разработать рекомендации по повышению эффективности строительства инженерных сооружений с элементами конструкций из композитных материалов в практику строительного производства.
Объектом исследования являются методы инженерных расчетов конструкций и элементов из композитных материалов, напряженно-деформированное состояние разработанных технических решений на надёжность работы оснований с низкой несущей способностью.
Методологическая база исследования базируется на методах теории упругости и строительной механики. Экспериментальные исследования выполнены с применением теории моделирования на аттестованной тензометрической аппаратуре. Обработка данных экспериментальных исследований осуществлена методами математической статистики с применением ПЭВМ.
Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом данных экспериментальных исследований, выполненных в соответствии с теорией эксперимента, с соблюдением основных принципов математического и физического моделирования, сопоставлением результатов расчетов экспериментальных данных с теоретическими и натурными, а также в сравнении с другими авторами.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
- выполнен анализ современного состояния применения техногенных грунтов с использованием элементов из композитных материалов в городских застройках;
- разработаны технические решения комплекса элементов конструкций с применением композитных материалов по обеспечению надежности и безопасности работы подпорных сооружений, оснований и фундаментов на грунтах со слабой несущей способностью и их классификация;
- на основании теоретических и экспериментальных исследований получены эмпирические зависимости по определению оптимальных параметров лицевых стенок и армирующих элементов из композитных материалов;
- разработаны и внедрены рекомендации по применению инженерных сооружений с элементами композитных материалов в практику строительного производства.
Практическая значимость диссертации заключается в создании инженерных решений по обоснованию параметров лицевой стенки и армолент для грунтов со слабой несущей способностью. Предлагаемые методы инженерного расчета армолент, результаты экспериментальных исследований вошли составной частью в рекомендации по применению конструкций из композитных материалов с учетом положительного решения по заявке на патент РФ № 2352713 «Способ создания грунтоармированного сооружения и устройство для осуществления».
Личный вклад автора заключается в разработке технических решений подпорных сооружений, оснований и фундаментов с применением композитных материалов, теоретическом и экспериментальном их обосновании, обобщении материалов и разработке рекомендаций для проектирования строительства и эксплуатации подпорных конструкций инженерной защиты.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международных научно-технических и научно-практических конференциях ЮрГТУ (НПИ), Санкт-Петербургского ГАСУ, Волгоградского ГАСУ, РИПКа.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в восьми работах, в том числе две их них в изданиях, рекомендованных ВАК.
Внедрение результатов. Результаты исследований переданы для апробации на практике в проектный институт Южный специализированный научный Центр по проектированию объектов мелиорации и водного хозяйства (Южводпроект), ФГУ «Ростовмелиоводхоз» г. Ростов-на-Дону, ООО «СПУ» г. Новочеркасск.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 138 наименований. Полный объем диссертации 135 с., включая 35 рисунков, 14 таблиц.
