Введение к работе
---'-".J
Актуальность темы. Опыт строительства тяжёлых и ответственных сооружений, таких как АЭС, ТЭЦ, промышленные цеха большой протя- < жённости, показывает, что напряжённо-деформированное состояние оснований этих сооружений очень часто отличается от расчётного. Вес 'этих сооружений значительный, а следовательно, и давления, которые передаются фундаментами этих сооружений на основания составляют внушительную величину - 0,4 * 0,6 МПа.
При проектировании тяжёлых сооружений важное место отводится прогнозу осадок. Зачастую, разность осадок отдельных частей таких сооружений жёстко регламентирована условиями эксплуатации. Необходимо учесть всю совокупность факторов, могущих повлиять на осадки сооружения. К таким факторам можно отнести размеры загруженной площади, наличие пригруза, инженерно-геологические условия площадки строительства, наличие подземных вод и т.д.
Реальные ґрунтовне основания представляют собой неоднородную дисперсную среду с изменяющимися в пространстве и во времени физико-механическими характеристиками. Выбор модели грунтового основания в таких случаях играет первостепенную роль при прогнозе осадок тяжёлых сооружений. Используемые в настоящее время модели грунтового основания зачастую не учитывают "историю" нагружения, начальное напряжённое состояние массива грунта. Это может привести к неточному предсказанию осадок сооружения. Кроме того, сооружение возводится не мгновенно, а растёт постепенно. Нагрузки прикладываются поэтапно, жёсткость сооружения изменяется от гибкой до жёсткой. Как правило, это в расчётах не учитывается.
Взаимовлияние основания и сооружения в процессе строительства и срока эксплуатации позволяет объединить их в единую систему сооружение - основание, и рассматривать как пространственно-временной континуум, так как изменение напряжённо-деформированного состояния системы сооружение - основание происходит в пространстве и во времени.
При проектировании сооружения необходимо учесть неоднородность напластования грунтов, их начальное напряжённое состояние, улругопластический характер деформирования под нагрузкой, а также растущую жёсткость сооружения - что является актуальной задачей,
Цель -работы - разработать количественный метод прогноза осадок оснований тяжёлых сооружений, учитывающий улругопластический
характер деформирования, начальное напряжённое состояние грунтов основания, их "истории" нагружения, а так же изменяющуюся во времени жёсткость возводимого сооружения. Для достижения этой цели исследования необходимо было решить следующие задачи:
-
Разработать методику по определению начального напряжённого состояния грунтов основания.
-
Выполнить лабораторные эксперименты для определения прочностных и деформационных свойств грунтов ненарушенной структуры.
-
Выбрать модель грунтового основания, описывающую упруго-пластический характер цесіюрмирования и позволяющую учесть начальное напряжённое состояние массива грунта.
-
Экспериментально определить параметры выбранной модели.
-
Разработать количественный метод расчёта осадок оснований с учётом их начального напряжённого состояния, а так же растущей жёсткости возводимого сооружения.
-
Проанализировать выполненные исследования и составить рекомендации по использованию разработанного метода расчёта осадок тяжёлых сооружений в инженерной практике.
Научная новизна данной диссертационной работы заключается в следующем:
-
Экспериментально установлен вид начального напряжённого состояния и изменение коэффициента переуплотнения глин твёрдой консистенции, залегающих в основании Татарской АЭС.
-
Построены "графические паспорта" по результатам трёхосных испытаний глин твёрдой консистенции ненарушенной структуры и определены их прочностные и дейотаащюнные характеристики.
-
Выполнен прогноз осадки тяжёлого сооружения на неоднородном по глубине основании.
-
Рассчитана фундаментная плита с.изменяющейся жёсткостью на каждом шаге приложения нагрузки и.получена картина трансформации напряжённо-деформированного состояния основания.
-
Разработана конструкция стабилометра, защищенная авторским свидетельством №1502979 от 24.08,87.
Практическое значение "работы состоит в том, что результаты экспериментальных исследований использованы при прогнозировании осадок 2 - 4-го энергоблоков Татарской АЭС, а так же крена реакторного отделения ТАЭС, и вошли в отчёт ' проблемной лаборатории "Прикладная геомеханика в строительстве" МИСИ им. Б.В.Куйбышева.
Данные расчёта могут бить использованы при проектировании тяжёлых сооружений с использованием разработанной программы, реали- зугодей метод конечных элементов.
На защиту выносятся следующие вопросы:
-
Методика определения начального налряжённого состояния грунтов по данным быстрых компрессионных испытаний.
-
Результаты экспериментальных исследований по определению начального налряжённого сойтояния и переуплотнения глин твёрдой консистенции, слагающих основание Татарской АЭС.
-
Результаты экспериментальных исследований прочностных и деформационных свойств глин твёрдой консистенции ненарушенной структуры.
-
Данные численного прогнозирования осадок тяжёлого сооружения на неоднородном основании.
-
Расчёт фундаментной плитн с изменяющейся кёсткостыо на каждом шаге нагружения.
Апробация работы. Основные результаты экспериментальных исследований докладывались на 2-оі'і Есесоюзнои конференции по нелинейной механике грунтов в Йошкар-Оле в 1989 году и на научных конференциях в Пермском политехническом институте.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 3 статьи и 2 научно-технических отчёта по НИР кафедры "Механики грунтов, оснований и фундаментов" МИСК им. В.В.Куйбышева. Получено авторское свидетельство J? І502Г79 на разработанную конструкцию прибора трёхосного сжатия.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов. Общий объём работы 133 страницы, в том числе 86 страниц машинописного текста, 58 рисунков, 4 таблицы, список использованной литературы из 101 наименования.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю д.т.н., профессору З.Г.Тер-Мартиросяну за постоянную заботу и помощь при выполнении работы.