Диссертация (Влияние сезоннопромерзающих грунтов на фундаменты вертикальных стержневых элементов), страница 2

NinthInternational Conference on Permafrost. Institute of Northern Engineering», (Alaska,Fairbanks, 2008), «Актуальные научно-технические проблемы современнойгеотехники» (Санкт-Петербург, 2009) «Основы совместных расчетов основанийисооружений.Совместныеинженерно-геологическиеизысканиякакинформационная основа для совместных расчетов» (Санкт-Петербург, 2011),«Геотехника строительства промышленных и транспортных сооруженийАзиатско-Тихоокеанского Региона» (Южно-Сахалинска, 2018).Личный вклад автора. Автором лично выполнены все основныеисследования, включая постановку цели и задач работы, обоснование методикисследований, лабораторные и полевые эксперименты, интерпретацию иобобщениеполученныхрезультатов.Участиеавтораподтверждаетсязначительным числом публикаций по теме диссертации, а также результатамиапробации на республиканских и международных научных конференциях.10ПубликацииОсновныерезультатыдиссертационнойработыопубликованывпятнадцати печатных работах общим объемом 6,56 печ.

л., из них четыреработы объемом 4,56 печ. л. – в рецензируемых научных изданиях.Структура и объем диссертацииДиссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и четырехприложений. Она имеет объем 133 страницы печатного текста, 63 рисунка, 3таблицы. Список литературы включает 136 наименование, в том числе наиностранном языке.11ГЛАВА 1АНАЛИЗ РАБОТЫ СЕЗОННОПРОМЕРЗАЮЩИХ ОСНОВАНИЙВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ1.1 Анализ процесса морозного пучения грунтовМорозное пучение это процесс увеличения объѐма грунтов следствиерасширения грунтовой влаги и подтянутой к фронту промерзания в процессемиграции влаги при фазовом переходе системы вода - лѐд.Большой вклад по изучению процесса морозного пучения и еговоздействия на фундаменты зданий и сооружений внесли русские строители иученые: Е.С.

Ашпиз, С.С. Вялов, С.Е. Гречищев, О.Р. Голли, М.Н. Гольдштейн,Б.И.Далматов, Б.Н. Достовалов, В.В. Докучаев, П.И. Дыдышко, Э.Д. Ершов,В.Д.Карлов, М.Ф. Киселев, Я.А. Кроник, В.А. Кудрявцев, С.А. Кудрявцев, А.В.Ливеровский, Н.Н. Морарескул, А.Л. Невзоров, В.Н. Парамонов, В.В. Пассек,А.В.

Паталеев, В.И. Пусковой, Л.Т. Роман, В.О. Орлов, В.С. Сажин, И.И.Сахаров, М.И. Сумгин, Г.М. Шахунянц, Н.А. Перетрухин, В.М. Улицкий, С.Б.Ухов, Г.М. Фельдман, Л.Н. Хрусталев, А.А. Цернант, Н.А. Цытович, Л.В.Чистотинов, В.Б. Швец, В.И. Штукенберг и другими. Из зарубежных ученыхнаиболее значительный вклад изучения процессов промерзания, морозногопучения внесли: G. Beskow, J.M. Konrad, S.

Knutsson, K. Kujala, N.R.Morgenstem, Т. Ishikawa R, T. Ueda и др.В связи бурным строительством железных дорог в холодных регионахморозное пучение вызывало повреждения многих инженерных сооружений,особенно тех, которые сильно чувствительны к деформациям и это негативноеявление вызывало большие неприятности для проектировщиков и строителей.В своей работе В.И. Штукенберг [119, 120] рассмотрел явлениеморозного пучения грунтов и описал мероприятия по их устранению Онисследовал процесс миграции к фронту промерзания в полевых условиях иустановил механизм образования пучин.12Изучая изменение объема грунта при замерзании в лабораторныхусловиях, С.Г.

Войслав [7] определил количество влажности в грунте прициклическом процессе сезоннопромерзающего грунта.Опыты С.Г. Войслава являются пионерной экспериментальной работойпо изучению процесса морозного пучения грунтов в лабораторных условиях.Работа Л.Н. Любимова [49] явилась одной из первых монографийпосвященной пучению грунта при замерзании. Данное заключение актуальнои в настоящее время.В работе М.И.

Сумгина [81] было описано распространение вечноймерзлоты и дана гипотеза возникновения мерзлоты, что дало начало квозникновению науки мерзлотоведению.В российской науке исследования по изучению процессов промерзания иморозного пучения приодают практическое направление.В свои докладах Н.А. Цытович [107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114]обосновал – механику мерзлых грунтов, которая имеет большое значение длястроительства в районах сезонного промерзания и вечномерзлых грунтов.П.И. Андрианов. [1] исследовал возникновение напряженного состояниясезоннопромерзающего грунта. Просвечивая рентгеновскими промерзающийгрунт, было описано возникновение напряжений в замкнутом грунтов и их рольвоздействия на геотехнические конструкции.Б.И.

Далматов [17 18] предложил классификацию на пучинистое илинепучинистое состояние грунтов. Он разработал расчет сооружений прииспользовании сезоннопромерзающих грунтов основываясь современныйпринцип расчета фундамента по предельным состояниям и совместную работусистемы "основание- фундамент - надземное сооружение".В нормах на проектирование [79] указывается на проектирование сизменением физического состояния грунтов промерзающего основания.Н.А.Цытович[107]выполнялрасчетывлияниявлажностинавозникновение явления морозного пучения. Для этого он сравнивал значениявлажности находящейся в грунта W с предельной Wcr.13В.А.

Кудрявцев [41] влажность при которой начинался и заканчивалсяпроцесс морозного пучения грунтов в глинистых грунтах.Исследованиями советских ученых В.О. Орлова [57], М.Ф. Киселева [33],М.Н. Гольдштейна [14], значения критической влажности и влажности нанижнем пределе - раскатывания Wp.В.М. Карповым [32] и В.Д. Карловым [27] установили значенияестественной влажности меньше указанных пределов, что вызывает припромерзании пучение грунтов. Существенное влияние на морозное пучениеоказывает плотность грунта и скорость промерзания.В нормативной литературе [79] рекомендован расчета деформацийфундаментов от сил морозного пучения грунтов.Российскими В.О. Орловым [57], Ю.Д. Дубновым [20], Н.Д.

Меренковым[51], показатель, по которому оценивается степень пучинистости песчаныхгрунтов. Это критерий дисперсности D, песчаных грунтов.Скорость морозного пучения определяется температурным режимомВ работах Н.А. Цытовича, Б.И. Далматова, Н.Н. Морарескула, Э.Д. Ершова,В.Г. Чеверева и других определена зависимость внешней нагрузки на скоростьмиграции грунтовой влаги.Н.Е. Цытович предложил подразделять силы морозного пучения нанормальные и касательные.П.И. Андрианов [1], Н.Н. Морарескул [54] определили нормальные силыморозного пучения в закрытом контуре.

Из анализа получено, что глубиназаложения фундаментов должна быть ниже отметки действия нормальных силпучения. Касательные силы морозного пучения возникают в грунте по боковойповерхности фундамента вследствие превращения грунтовой воды в лед.В работах отечественных ученых [16, 17] касательные силы морозногопучения целесообразно принимать равными силам смерзания. Максимальныекасательные силы пучения появляются от поверхности грунтаглубины промерзания.до трети14В работе В.М.

Улицкого и др. исследователей [18, 83] показан эффектснижения касательных сил пучения при потеплении температуры за счетснижения внутренних напряжений.И.И. Сахаров [76] разработал методику моделирования грунтовыхтеплофизических процессов в нелинейной постановке.О.Р. Голли [13] установлена оценка физических явлений морозногопучения грунтов.Е.С. Ашпиз [3] предложил диагностику сооружений подверженныхвоздействию процесса морозного пучения транспортных сооружений.Длянадежногопроектированияиустройствафундаментоввсезоннопромерзающих грунтах целесообразно выполнять испытания грунтов вполевых условиях.Исследование научных публикаций зарубежных ученых в областисезоннопромерзающих грунтов выявило их пунктуальность в использованииоборудования по полевым и лабораторным экспериментам морозного пучениягрунтов.

Анализ работ заграничных авторов по изучению сил морозногопучения грунтов [121,136].В работах [8, 11, 50, 68, 84, 102] выявлено, что если напряжения вмерзлых грунтах превышают внутренние связи, то появляются морозобойныетрещины. Растрескивание поверхности и по глубине промерзания мерзлыхгрунтов – один из распространенных криогенных процессов для холодныхрегионов. В условиях сезонного промерзания все строительные площадкиподвержены морозобойному растрескиванию.Вследствие миграции влаги к фронту промерзания, в процессе началапромерзания мерзлого грунта и последующего оттаивания состояние грунтастановится от текучепластичного до текучего.В период наступления положительных температур начинается процессоттаивании мерзлых грунтов.

Если грунт находится под нагрузкой от весафундамента и надземной конструкции, то происходит резкая просадкавызывающая негативные деформации в сооружении. Исследования ученых [34,1593, 101], установили, что величины просадки при оттаивании больше значенийдеформаций морозного пучения грунтов.Многочисленными исследованиями зданий и сооружений подвергшимсяразвитию неравномерных деформаций оттаивания, зависящие от ориентациизданий или сооружений по сторонам света.Всерасчетныеоттаивающих грунтованалитическиеметодыдляопределенияосадокне позволяют учесть многофакторность и поэтомуимеют большую погрешность..Г.И. Лапкин [47] осадку мерзлых грунтов при оттаивании выделил в двегруппы: тепловую - за счет оттавания и самоуплотнения грунта и грузовую засчет прилагаем нагрузки здания. Этот в последствии принцип был предложенН.А. Цытовичем [113, 114] и принят воснове нормативных документов.Деформации оттаивания сезоннопромерзших грунтов в большинствесвоих случаев носят нелинейный характер.