Диссертация (Влияние сезоннопромерзающих грунтов на фундаменты вертикальных стержневых элементов), страница 12

Максималныевеличины деформаций морозного пучения равны εfh = 44 мм, а величиныпросадок оттаивания составлют εth = 86 мм (рисунок 4.13).Рисунок 4.12 – Изолинии и эпюравлажности вдоль вертикальногостержневого элемента и грунтовоснования на февраль месяц: 1 –вертикальный стержневой элемент;2 – сезоннопромерзающий грунтРисунок 4.13 – Изолинии и эпюра влажностивдоль вертикального стержневого элементаутепленного пенополистеролом и грунтовоснования на февраль месяц:1 – вертикальный стержневой элемент;2 – сезоннопромерзающие грунты;3 – пенополистерольная муфта94Приустройстве конструкциипенополистирольной обоймы вокругфундаментной части вертикального стержневого элемента, значение величиныморозного пучения уменьшаются до величины равной 9 мм, что не превышаетпредельную величины деформаций, равной 20 мм для данного сооружения.(рисунок 4.14).Мощность грунта, м-18-16-14Температура грунта, град.-12-10-8-6-4-20200,5211,5122,53Рисунок 4.14 – Результаты термометрических наблюденийв сезон 2007/08 гг.

в феврале: 1 – скважина № 153; 2 – скважина № 155Проведенные расчеты показали, что использование рассмотреннойметодики для исследования работы вертикальных стержневых элементовпозволит качественно выполнять геотехническое обоснование строительстваили модернизации в сезоннопромерзающих грунтах.4.4 Выводы по главе 41.

Моделирование процессов промерзания, морозного пучения иоттаивания грунтов методом конечных элементов, проведенное по даннымполевых исследований за более 10 лет наблюдений показывает достоверностьразработанной модели промерзающего грунта.2. Исследования по программе «Thermoground» позволяют анализироватьпроцессы промерзания, морозного пучения и оттаивания в годовом цикле.Рационально использовать конструкционныеисключения деформаций морозного пучениястержневых элементов.материалы для снижения илифундаментов вертикальных953. Расчеты сиспользованием программы «Thermoground» позволяютподобрать эффективное конструктивное решение, снижающее до предельныхзначений деформативность вертикальных стержневых элементов.96ЗаключениеВходевыполнениядиссертационнойработыбыладостигнутапоставленная цель и получены следующие результаты:1.

Выполнен обзор научных работ по исследованию процессов:сезоннопромерзающих грунтов; морозного пучения при подсосе грунтовойвлагикфронтупромерзания;просадокгрунтапривибродинамического воздействия в основаниях фундаментовоттаивании;вертикальныхстержневых элементов;2.Разработана математическую модель сезоннопромерзающего грунта,учитывающая накопление миграционной влаги в промерзающих глинистыхгрунтах и влияние ее на снижение прочностных и деформационныххарактеристик грунтов основания вокруг вертикальных стержневых элементовпри оттаивании.

Автором актуализирован расчета теплотехнической задачи,определяющий температурные и влажностные поля в нестационарном режиме.Оценка с использованием предлагаемой модели грунта позволяет оцениватьнапряженно-деформационноесостояниегрунтовсезоннопромерзающегооснования и назначать надежные реконструкционные работы основанийвертикальных стержневых элементов;3.Достоинствомреализованнойматематическоймоделисезоннопромерзающего грунта является то, что она учитывает все основныефакторы, влияющие на деформации морозного пучения и оттаивания:3.1. Процессы промерзания и оттаивания сезоннопромерзающих грунтовопределяются с учетом фазовых превращений воды в лед и обратно.3.2.

Миграцию влаги к фронту промерзания в случае высокого положенияуровня подземных вод. К предзимней влажности добавляется миграционнаявлажность, как функция интенсивности миграционного подтока (qwf). При этомуровень подземных вод в течение периода промерзания принят переменным.3.3.

Скорость промерзания и оттаивания грунта определяются потеплофизическим показателям сезоннпромерзающего основания вертикальных97стержневых элементов и граничными условиями четырех видов (температуройгрунта на поверхности; заданным тепловым потоком внутри грунта;конвективным теплообменом с окружающей средой; тепловым потоком награницах рассматриваемой области грунта).состояние4.Напряженно-деформированноепромерзающегогрунтаоснования вертикальных стержневых элементов оценивается тремя основнымифакторами: увеличением объема грунта при замерзании за счет предзимнейвлажности; увеличением объема грунта в процессе промерзания миграционнойводы;образованиетрещиннаповерхностиипоглубинесезоннопромерзающего основания.5.Напряженно-деформированноесостояниеоттаивающегогрунтаоттаивания можно следующими методами: по выполненным испытаниямпромерзшего грунта или по ранее установленным зависимостям, используяреальные физические показатели сезонномерзлого грунта.6.

В зависимости от изменения влажностных полей в годичном циклепроисходит снижение деформационных и прочностных характеристик грунтоввокруг вертикальных стержневых элементов, что влияет на сдвиговыедеформации оттаивающего основания. Данный процесс учитывается в этапеопределения напряженно-деформированного состояния грунтов основания впроцессе оттаивания основания фундаментов вертикальных стержневыхэлементов.7.

Моделирование процессов промерзания, морозного пучения иоттаивания грунтов методом конечных элементов, проведенное автором поданным полевых исследований за более 10 лет наблюденийпоказываетдостоверность разработанной модели промерзающего грунта.8. Исследования по программе «Thermoground» позволяют анализироватьпроцессы промерзания, морозного пучения и оттаивания в годовом цикле.Рационально использовать конструкционныеисключения деформаций морозного пучениястержневых элементов.материалы для снижения илифундаментов вертикальных989.

Расчеты с использованием программы «Thermoground» позволяютподобрать эффективное конструктивное решение, снижающее до предельныхзначений деформативность вертикальных стержневых элементов.10. Проведены полевые исследования по оценке влияния основныхфакторов, влияющих на деформативность грунтов основания вертикальныхстержневых элементов;11.Анализ колебательного процесса подземной части ВСЭ, погруженнойв грунт показал, что наибольшие амплитуды колебаний развиваются в стержнена протяжении периода максимального оттаивания грунта. В зимнее времягрунты, слагающие разрез, находятся в мерзлом состоянии. Упругий отпортаких грунтов во много раз превосходит внешние усилия, действующие наВСЭ.

На основании результатов исследований сделан вывод о нулевом уровнеамплитуд колебаний подземной части ВСЭ в зимний период.12. Исходя из анализа выполненных исследований вибродинамическоговоздействия подвижного состава на грунты ВСЭ был выведен поправочныйсезонный коэффициент D - на снижение прочностных свойств грунтов за счетвлияния динамического воздействия транспорта13.

Выполнены эксперименты в лабораторных условиях на приборетрехосного сжатия для оценки влияния влажности на прочностные свойствагрунта и определить зависимость изменения недренированного сопротивлениясдвигу от влажности в глинистых грунтах после оттаивания и действиявибродинамики;14. Разработан регламент и основные части диагностики работывертикальных стержневых элементов в сезоннопромерзающих грунтах вгодовом цикле для устройства эффективных конструкций защитыВСЭ додопустимых величин деформирования;15. Разработано эффективное конструктивное решение снижающее допредельных значений деформативность грунтов основания вертикальныхстержневых элементов в сезоннопромерзающих грунтах, что подтверждено99актом внедрения результатов исследований Дальневосточной дирекцииинфраструктуры Хабаровской дистанцией электроснабжения.100СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.

Андрианов, П.И. Температура замерзания грунтов / П.И. Андрианов. –М. : Изд-во АН СССР, 1936. – 16 с.2. Аппак, П.Е. Гражданское строительство в условиях вечной мерзлоты.Ч. I / П.Е. Аппак. – Свободный : Управление Амурского железнодорожноголагеря НКВД, 1940. – 123 с.3.

Ашпиз, Е.С. Мониторинг земляного полотна при эксплуатациижелезных дорог. – М. Путь-пресс, 2002.-112 с.4. Богданов, Н.С. Вечная мерзлота и сооружения на ней / Н.С. Богданов. –СПб. : Изд-во Особой высшей комиссии для всестороннего исследованияжелезнодорожного дела в России, 1912. – Вып. 33. – 220 с.5. Бучко,Н.А.Исследованиенестационарноготеплообменаприиспользовании холода в строительстве : автореф. дис. ... д-ра техн.

наук /Н.А. Бучко. – Л. : ЛГИ ХП, 1977. – 54 с.6. Быков, Н.И. Вечная мерзлота и строительство на ней / Н.И. Быков,П.Н. Каптерев. – М. : Трансжелдориздат, 1940.7. Войслав,С.Г.Оновейшихисследованияхпричинпученияжелезнодорожного полотна и о мерах к их устранению / С.Г.

Войслав //Известия Совещание Инженеров Путей Сообщения. – СПб., 1891. – Т. XI. –С. 3–26.8. Вотяков, Н.И. Физико-механические свойства грунтов Якутии /Н.И. Вотяков. – Нoвосибирск: Наука, 1975. – 175 с.9. Втюрина, Е.А. Льдообразование в горных породах / Е.А. Втюрина, Б.И.Втюрин.

– М. : Наука, 1970. – 280 с.10. Гравис, Г.Ф. Морозобойное растрескивание грунтов и образованиегумусовыхпотеков/Г.Ф.Гравис//Многолетнемерзлыепородыисопутствующие им явления на территории Якутской АССР. – М. : Наука, 1962.– С. 79–88.10111.