Отзывы официальных оппонентов (Основы и методы уплотнения грунтов оснований для возведения зданий и сооружений)

ОТЗЫВофициального оппонентадоктора технических наук, профессора Белаш Татьяны Александровны,на диссертационную работу Минаева Олега Петровича на тему«Основы и методы уплотнения грунтов оснований для возведения зданий исооружений», представленной на соискание ученой степени доктора технических наукпо специальности 05.23.02 – Основания и фундаменты, подземные сооруженияАктуальность избранной темы диссертацииОбеспечение безопасной и надежной работы различных сооружений в условияхзалегания слабых водонасыщенных грунтов является одной из наиболее сложныхинженерных задач.

Улучшение физико-механических свойств таких оснований можетбыть достигнуто путем механического уплотнения грунтов. При этом наиболееэффективным способом уплотнения является использование динамическоговоздействия.Современный анализ исследований последних лет свидетельствует означительном объеме расчетных и экспериментальных исследований в областиулучшения несущей способности оснований, в частности, и с использованиемдинамических методов глубинного уплотнения.Между тем, учитывая, что в настоящее время существенно возрос объемстроительства различных сооружений в сложных инженерно-геологических исейсмических условиях, включая и строительство крупных гидротехническихсооружений, вопросы, связанные с развитием и совершенствованием методовдинамического уплотнения слабых водонасыщенных грунтов, включая песчаныегрунты с обоснованием эффективности этих методов нельзя признать полностьюизученными.

При этом следует заметить, что в сейсмических районах во времяземлетрясения в рассматриваемых грунтах может возникнуть эффект разжижениягрунтов, что катастрофически сказывается на состоянии сооружений.В связи с этим весь комплекс взаимосвязанных задач, поставленных авторомдиссертационной работы, имеющей своей целью обосновать выбор метода и основныхпараметров вибродинамического уплотнения различных грунтов оснований иразработать новые способы глубинного уплотнения песчаных и других грунтовоснований, в том числе водонасыщенных, расширение области их применения длявозведения зданий и сооружений различного назначения, следует признатьактуальным и имеющим важное народнохозяйственное значение.Научная новизна основных результатов диссертацииНаучная новизна полученных в диссертационной работе результатов, выводов ирекомендаций изложены в заключении диссертации.Первый вывод касается обоснования методики выбора способоввибродинамического уплотнения песчаных и других оснований для возведения зданийи сооружений.В нашей стране методам вибродинамического уплотнения грунтов основанийдля улучшения их несущей способности уделялось большое внимание, начиная с 50-хгодов прошлого столетия.

Здесь следует отметить большой вклад московской,ленинградской и других школ специалистов области грунтов и оснований. Внекоторых разработках, выполняемых этими специалистами, в частностиленинградской школы, принимал участие и автор рецензируемой работы, то есть онстоял непосредственно у истоков развития этого направления.

Это подтверждаетсямногочисленными его публикациями, в которых он является единоличнымучастником, патентами и авторскими свидетельствами, а также отражено в справках овнедрении результатов, представленных в Приложении диссертации.Второй вывод констатирует факт о новых способах глубинноговибродинамического уплотнения песчаных грунтов оснований, которые включают: способ последовательного взрывания зарядов при уплотнении песчаныхгрунтов оснований; способ уплотнения песчаных грунтов оснований тяжелой двухмассовойтрамбовкой; способ уплотнения песчаных грунтов оснований модернизированнойвиброустановкой типа «елочка»; способ аэрирования грунта по периметру уплотняемого основания.Эффективность предлагаемых способов глубинного вибродинамическогоуплотнения песчаных грунтов основания подтверждается комплексом выполненныхавтором теоретических и экспериментальных исследований в реальных условияхстроительства на различных объектах.Полученный вывод имеет серьезное теоретическое и экспериментальноеобоснование, характеризуется новизной.

Вывод имеет важное практическое иэкономическое значение.Третий вывод касается способа последовательного взрывания зарядов посравнению с одновременным, что позволяет повысить плотность грунтов и снизитьвеличины динамического воздействия от взрывов на коренные породы, лежащие ниже.Этот вывод получен автором на основе натурных крупномасштабных исследований идоказывает его эффективность на основе сравнения с одновременным взрываниемзарядов в каждой очереди.

Этот вывод отличается новизной и содержит новыеинтересные данные. Кроме того, в третий вывод попали и результаты исследованияуплотнения грунтов тяжелыми двухмассовыми трамбовками. По-видимому, логичнобыло бы этот результат исследования выделить в самостоятельный вывод, так как онсодержит результаты теоретических и натурных исследований, а также предложенияпо модернизации конструктивного решения нового варианта двухмассной трамбовки,что подтверждено авторским свидетельством на изобретение. Этот вывод отличаетсяновизной и может рассматриваться как самостоятельный результат.Четвертый вывод содержит данные об опытно-производственных испытанияхвиброустановки конструкции ВНИИГС с пространственным уплотнением в виде«елочки» и ее модернизации.

Анализ выполненных автором опытнопроизводственных исследований показал, что вносимые в конструкциювиброустановки изменения являются эффективными и глубина виброуплотненияоснования увеличивается в 1,5-2 раза. Результаты этого вывода достаточно конкретныи имеют большое практическое значение.Пятый вывод содержит сведения по повышению эффективности уплотненияводонасыщенных грунтов песчаных оснований путем создания экрана на путираспространения упругих волн вдоль границы зоны уплотнения. По рекомендацииавтора одним из примеров создания такого экрана является изоляция массива путемнагнетания в грунт воздуха. В результате проведенных исследований авторомустановлено, что создание экрана из аэрированного грунта основания происходитотражение волны, что позволяет значения ускорений колебаний грунта за пределамиаэрированного слоя грунта основания снизить в 1,5-2 раза.Полученный вывод имеет серьезное теоретическое и экспериментальноеобоснование, характеризуется новизной.

Достоверность вывода не вызываетвозражений.В шестом выводе представлены результаты контроля качества уплотненияводонасыщенных песков оснований. Для окончательной оценки достигнутойплотности укладки песков рекомендуется построение корреляционной зависимостимежду параметрами статического или ударного зондирования и степенью плотностигрунта.Оценка плотности и физико-механических свойств грунтов после уплотненияявляется важным фактором как в вопросах надежности возводимых сооружений, так инеобходима для практического подсчета объемов уложенных грунтов при расчете завыполненные работы.

Автором работы были проведены сравнительные опытныеисследования различных известных методов зондирования, на основании которыхразработаны практические рекомендации по оценке качества уплотнения песчаныхгрунтов оснований. Результаты этого вывода имеют важное практическое значение ине вызывают сомнений.Седьмой вывод отражает результаты внедрения разработок автора в практикустроительства комплекса защитных сооружений г.

Санкт-Петербурга от наводнений, атакже в строительство различных гидротехнических сооружений, объектовпромышленного и гражданского назначения. Достоверность и обоснованность выводаподтверждается реальным использованием предлагаемых технических решений наконкретных объектах.Структура диссертацииДиссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы иприложения, включающего материалы фактического и перспективного внедрения.Основной текст диссертации грамотно изложен на 315 страницах машинописноготекста компетентно и последовательно содержит 74 рисунка и 16 таблиц.Во введении отмечается актуальность выбранной автором темы, анализируетсястепень разработанности проблемы, определяются объект и предмет исследования,формируются его цели и задачи, отмечается научная новизна, практическая итеоретическая значимость работы, апробация ее результатов.В первой главе обоснована актуальность темы диссертации.

Дается обзорпредшествующих разработок авторов по глубинному динамическому уплотнениюгрунтов оснований. Обзор по рассматриваемой теме представлен достаточно полно,охватывает различные периоды и научные школы с указанием их достижений. Пообъему проанализированной литературы и степени ее проработки можно судить овысокой эрудиции автора в рассматриваемой области.Во второй главе приводится анализ основополагающих результатовисследования и разработок по выбору метода и основных параметроввибродинамического глубинного уплотнения намывных (или насыпных), в том числепод воду песчаных грунтов оснований на коренные породы подстилаемого основания.При уплотнении водонасыщенных песчаных грунтов оснований основнымкритерием для определения достигаемой глубины уплотнения автором диссертациипринимается критическое значение соотношения между давлением ударной волны истатическими напряжениями в скелете грунта или ускорений колебаний грунта назаданной глубине уплотнения основания.Выполненный анализ предшествующих разработок по вибродинамическомууплотнению песчаных грунтов и результаты их практического применениясвидетельствуют об определенных их недостатках.

Автором диссертации отмечается,что эти недостатки основаны на том, что увеличение глубины и радиуса уплотнения,обоснование достигаемой плотности уплотнения основания определяются тольковеличиной вибродинамического воздействия и их количеством.На устранение указанных недостатков и повышение эффективностиприменения вибродинамического глубинного уплотнения песчаных грунтовоснований были направлены исследования, изложенные в последующих главахдиссертации.Третья глава посвящена исследованиям по уплотнению водонасыщенныхгрунтов оснований способом последовательного взрывания зарядов. В главепредставлена краткая историческая справка о появлении метода, приведенырезультатысравнительногоисследованияспособаодновременногоипоследовательноговзрываниязарядов.Представленаусовершенствованнаятеоретическая модель процесса уплотнения, основанная на взаимодействии двухрядом расположенных зарядов с различным интервалом времени, которая вскрываетосновную суть достигаемого эффекта разработанного способа взрывного уплотнения ипозволяет обосновать наиболее эффективный интервал по времени между взрывамизарядов.

Даны рекомендации по выбору конкретного интервала времени.Представленные в главе расчеты базируются на формулах В.А. Флорина и П.Л.Иванова по консолидации слоя грунта основания при взрыве одиночного глубинногозаряда, а также по результатам экспериментов автора. Предлагаемый метод защищенсоответствующим патентом.В четвертой главе представлены сравнительные теоретические исследования ирезультаты полевых испытаний известного варианта тяжелой двухмассовой трамбовкии нового варианта ее конструктивного исполнения. Разработана новая конструкциядвухмассовой трамбовки, которая защищена патентом и авторским свидетельством,позволяющая достичь высокой плотности грунтов. По результатам выполненныхисследований разработаны рекомендации по назначению параметров двухмассовойтрамбовки для заданных грунтов основания. Разработанный образец нового вариантабыл апробирован в практике строительства КЗС г.