Содержание к диссертации
стр.
Введение 4
Глава 1. Деформирование двухфазных сред 7
Представления о жидкой составляющей двухфазной среды. 7
Современные расчетные модели полупространства. 9
Основные теории расчета двухфазных систем. 14
Экспериментальные исследования влияния поровой
воды на работу двухфазного полупространства. 25
Глава 2. Расчет двухфазного полупространства. ?г
Кинематическая модель двухфазной деформируемой 35 системы.
Метод В.З. Власова для расчета конструкций на упругом основании. 42
Работа внешних сил в двухфазном теле. 48
Вариационный метод расчета однослойного двухфазного основания. 53
Назначение функции поперечного распределения перемещений частиц двухфазной среды. 57
Рабочие формулы, связанные с функцией поперечного распределения перемещений частиц двухфазной среды. 63
Параметры кинематической модели применительно к расчету двухфазной деформируемой системы. 64
Глава 3. Расчет несущей способности свайного основания с
учетом остаточного порового давления. 70
Исходные положения при решении задачи. 70
Расчет двухфазного свайного основания при расположении свай в один ряд. 75
Алгоритм определения осадки однорядного ленточного свайного фундамента. 92
Расчет двухфазной системы с многорядным фундаментом. 97
Определение осадки двухрядного ленточного свайного фундамента. 101
Учет взаимовлияния соседних фундаментов. 105
Примеры расчетов свайных оснований с учетом остаточного порового давления.
Основные результаты и выводы 115
Литература 116
Введение к работе
В условиях освоения нефтегазового комплекса Западной Сибири, строительство все чаще ведется на территориях со сложными инженерно-геологическими условиями и на сегодняшний день освоено не более 50 % таких территорий. С ростом старых и возведением новых городов одной из главных задач является разработка принципов надежного и экономичного строительства с учетом полного использования прочностных и деформационных свойств слабых деформируемых сред, которые достигают 65 % всей территории региона.
В условиях водонасыщенных систем обычно применяют свайные фундаменты, позволяющие уменьшить объем трудоемких земляных работ, расход материалов и значительно сократить сроки строительства. Расчет и проектирование зданий и сооружений с использованием таких систем -ответственная проблема строительства.
В настоящее время для многих разновидностей материалов экспериментально установлена сложная и часто неоднозначная связь между напряжениями и деформациями. Это, тем не менее, не гарантирует совпадение реальных и расчетных значений, что объясняется неучетом особенностей их деформационных свойств.
Основной задачей при расчете сооружений является оценка ожидаемых деформаций и сравнение их с допускаемыми величинами. Строительные нормы рекомендуют рассчитывать осадки свайных фундаментов как условных фундаментов на естественном основании. Однако расчет по данной методике (СНиП) приводит к получению завышенных теоретических значений осадок. Кроме того, у большинства зданий и сооружений, построенных на свайных фундаментах, величина осадок в несколько раз меньше предельно допустимых величин. Любая несущая система, тем более в виде водонасыщенного основания, является сложной средой, которая, как минимум, является двухфазной (скелет основания и поровая вода).
s Поэтому, учет в расчетах фактора сопротивления норовой волы необходим и может обеспечить более достоверные результаты по осадкам рассчитываемых систем.
Следовательно, проведенные в данной работе исследования по разработке методики определения напряженно-деформированного состояния двухфазной среды с учетом остаточного норового давления воды являются актуальными и имеющими теоретическое и прикладное значение, например, при расчете свайных фундаментов.
Целью настоящей работы является исследование напряженно-деформированного состояния водоиасыщсмпои среды и аналитическое описание вклада норовой воды в её работу. Основные задачи исследования:
разработать методику подсчета перемещений деформируемых сред с учетом остаточного норового давления воды;
определить несущую способность норовой воды с помощью новой функции поперечного распределения перемещений часгиц деформируемой среды;
Научная новизна работы:
на основе введения повой функции поперечною распределения перемещений частиц деформируемой среды выведены формулы расчета перемещений двухфазного полупространства с учеіом остаточного порового давления;
полученные формулы применены для расчета осадок однорядных и многорядпых ленточных спайных фундаментов;
Практическое значение работы:
полученные результаты более точно оцениваю! осадку оснований;
6 предлагаемые формулы позволяют производить расчет ленточных свайных фундаментов как на персональном компьютере, так и «вручную».
На защиту выносятся следующие результаты:
1. Аналитическое решение задачи для двухфазного полупространства,
загруженного статической нагрузкой, с учетом остаточного порового
давления воды.
Новая функция поперечного распределения перемещений, учитывающая двухфазность рассматриваемой среды;
Метод расчета осадок ленточных свайных фундаментов с учетом остаточных напряжений в поро вой воде двухфазного основания
Достоверность защищаемых результатов обеспечивается
использованием классических уравнений прикладной механики деформируемого твердого тела и теоретических совпадений с ранее известными решениями.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на: научных семинарах межкафедральной экспериментальной и научной лаборатории Тюменской государственной архитектурно-строительной академии (ТюмГАСА, 1999-2002 гг.); на научно-практических конференциях молодых ученых и аспирантов ТюмГАСА (Тюмень, 2001-2002 гг.); на научном семинаре профессора, д.т.н. Ю.Е. Якубовского, ТюмГНГУ (Тюмень, 2001 г.); на объединенном научном семинаре кафедр: «Механика грунтов, основания и фундаменты», «Строительная механика», «Строительные конструкции», ТюмГАСА (Тюмень, 2002 г.); на научном семинаре в НИИОСП им. Н.М. Герсеванова «Научные основы фундаментостроения» (Москва, 2002 г.); на научном семинаре кафедры «Прочность материалов и конструкций» Петербургского государственного университета путей сообщения (декабрь,, 2003).
По результатам выполненных исследований опубликовано 5 работ.
