Автореферат диссертации (1141486), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Также следует отметить личный вклад автора вразработкуиспытательногостендасконтрольно-измерительнойаппаратурой, который позволил провести испытания усовершенствованнойанкерной конструкции, а также испытания грунтовых анкеров на различныхглубинах и с разными площадями анкерных плит, что способствовалополучению новых научных сведений.Степень достоверности результатов исследований подтверждаетсяприменением проверенных вычислительных программных комплексов,сопоставлениемрезультатоврасчетов,численныхэкспериментовилабораторных исследований несущей способности грунтовых анкеровраскрывающегося типа.ПубликацииНаучныерезультатыпотемедиссертационногоисследованияизложены в 6 научных работах, из них 3 в научных журналах, включенных в9перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны бытьопубликованы основные научные результаты диссертаций на соисканиеученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук.Апробация диссертационной работыОсновныерезультатыдокладывалисьнадиссертационнойВсероссийскомработыобсуждалисьнаучно-практическомисеминаре«Современные проблемы гидравлики и гидротехнического строительства»,посвященном105-летиюсоднярожденияпрофессора,д.т.н.С.
М. Слисского (НИУ МГСУ, 2018 г.), на юбилейной международнойнаучно-практическойконференции,гидротехническойлаборатории«Проектирование,строительствопосвященнойименипрофессораиэксплуатацияВ.110-летиюЕ.Тимоновагидротехническихсооружений водных путей» (г. Санкт-Петербург, 2017 г.), на международнойнаучнойконференции«Интеграция,партнёрствоиинновациивстроительной науке и образовании 2016» (НИУ МГСУ, 2018 г.).Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа включает всебя введение, 4 главы, заключение, список литературы. Общий объемработысоставляет100страницмашинописноготекста(безучётаприложений), в том числе 55 рисунков и 4 таблицы.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обосновывается актуальность исследования, степеньразработанности темы, изложены цели и задачи исследования, отраженаинформацияобобъекте ипредмете исследования, сформулированаметодология исследования, раскрывается научная новизна, содержатсясведения о теоретической и практической значимости работы, приводитсяинформация об апробации результатов работы.Первая глава посвящена рассмотрению и анализу современныхгрунтовых анкерных конструкций, в том числе раскрывающегося типа, в10гидротехническомстроительствеиопределениюнаправленийихсовершенствования.В данной главе были изучены гидротехнические сооружения, вкоторых широко применяются грунтовые анкерные конструкции.
Одними израспространенныхгидротехническихсооруженийводноготранспортаявляются заанкерованные тонкостенные конструкции больверки. Из всегомножества конструктивных решений анкерных устройств, использующихсяпристроительствебольверков,быловыделенонесколькотипов:железобетонные (в том числе буроинъекционные), металлические (в томчисле раскрывающиеся) и синтетические.
В ходе подробного аналитическогообзора каждого из типов анкерных устройств были определены их основныепреимущества и недостатки, а также выявлены современные тенденции всовершенствованиианкерныхконструкцийвгидротехническомстроительстве, которые заключаются в следующем:в использовании анкерных конструкций и сборных элементов свысокой степенью индустриализации, погружаемых в грунт без производстваземляных работ;вприменениивконструкциях(системах)специальныхмеханических приспособлений, направленных на резкое повышение техникоэкономических показателей анкерных устройств и проверку их несущейспособности.В наибольшей степени этим тенденциям соответствуют грунтовыеанкерные конструкции раскрывающегося типа «Manta Ray».Кроме того, данная глава содержит анализ существующих методоврасчета, произведенный в целях определения наиболее характерныхособенностей и возможности применения готовых методик для расчетараскрывающихся металлических грунтовых анкеров.
Выполненный анализметодов расчета свидетельствует о следующем:11существующие методики расчета по определению несущейспособности раскрывающихся анкеров основаны на эмпирических формулах;теоретическиерешения,включаютвсебяспециальныеграничные условия (характер разрушения основания), которые отражаютхарактерные особенности процесса взаимодействия грунтовых анкеров соснованием.Также по результатам проведенных исследований в первой главесодержатся следующие ключевые выводы:Рассмотренные методики расчета по определению несущейспособностираскрывающихсяанкеров,какправило,основанынаэмпирических формулах.Существующиеметодырасчетагрунтовыханкерныхконструкций содержат поправочные коэффициенты, а также требуютустановления формы и характера разрушения основания для отраженияхарактерных особенностей взаимодействия конструкции с основанием.Современныегрунтовыеанкерныеконструкцииобладаютопределенным резервом несущей способности, который обусловливаетсявозможностью включения в работу дополнительного массива грунта.Посхемеработыгрунтовыеанкерныеконструкциираскрывающегося типа в большей степени соответствуют винтовым сваям,работающим на выдергивающую нагрузку.
Несущая способность винтовыхсвай определяется силой трения, возникающей по боковой поверхностиствола сваи, а также сопротивлением выпору грунта, расположенного надлопастями сваи. Несущая способность грунтовых анкерных конструкцийраскрывающегосятипа,учитываямалыйдиаметранкерныхтяг,обеспечивается только за счет сопротивления грунта расположенного наданкерной плитой.Ворешениявторойпоглавепредставленысовершенствованиюконструктивно-технологическиегрунтовыханкерныхконструкций12раскрывающегосятипа,атакжеразработаннаяметодикарасчетапредлагаемой конструкции с двумя раскрывающимися анкерными плитами.По результатам выполненных теоретических исследований грунтовыханкерных конструкций раскрывающегося типа была сформулированагипотеза о применении в данных конструкциях второй плиты на однойанкерной тяге.
Предлагаемая мера направлена на увеличение несущейспособности анкерного устройства, а также на уменьшение погружающегоусилия за счет возможности применения анкерных плит меньшей площади.Конструктивно двухрядная анкерная конструкция раскрывающегосятипа, как и анкер с одной плитой, состоит из анкерных плит и анкерной тяги(рисунок 1).
Рабочая часть анкера в предлагаемой конструкции представляетсобой две опрокидывающиеся в грунте плиты. Основная конструктивнотехнологическая особенность двухрядного анкера состоит в том, что припогружении в грунт анкерные плиты ориентированы острым концом внаправлении погружения, создавая минимальное сопротивление. Послепогружения анкера с помощью толкателя до определенной глубиныприкладывается выдергивающая нагрузка к анкерной тяге, что обеспечиваетразворотплитвпространствеизпродольногоположениявперпендикулярное, так называемое положение «анкерного замка».В ходе исследований особое внимание было уделено верхней анкернойплите,таккакнеобходимобылоразработатьпринципиальныеконструктивно-технологические решения, прежде всего связанные с узломкрепления плиты к анкерной тяге и ее раскрытием в перпендикулярноеположение.
Так, в результате поисковых разработок и исследований, былапредложена конструкция верхней анкерной плиты, отличающаяся от нижнейконструкциейнаправляющегонаконечногоэлемента,раздвоенный вид (рисунок 2) для обеспечения поворота плиты.имеющего13Рисунок 1 Двухрядная конструкция грунтового анкера1 – нижняя анкерная плита; 2 – верхняя анкерная плита; 3 – анкерная тяга, 4 – толкатель.Рисунок 2 – Вид сверху разработанной конструкции верхней анкернойплиты5 – проушина; 6 – втулка для крепления толкателя; 7 – втулка для крепления тяги; 8 –носовая часть в виде треугольных пластин с заостренными кромкамиПорезультатамразработкиусовершенствованнойанкернойконструкции раскрывающегося типа был получен патент на полезную модель№ 186050.На основе теоретических исследований разработана методика расчета сиспользованием основных положений СП 24.13330.2011 для определениянесущей способности усовершенствованной анкерной конструкции привоздействии на нее выдергивающей нагрузки.
Также для данной методикирасчетарекомендованоприменятькоэффициентыусловийработы,отличающиеся от изложенных в СП 24.13330.2011 для винтовых свай на10-20%. В основе разработанной методики заложена формула:Fd с (а c а3 h ) A1 (а2 c2 а4 2 h2 ) A2 (1)где с – коэффициент условий работы, зависящий от вида нагрузки,действующей на анкер, и грунтовых условий;14c1; c2 – расчетные значения удельных сцеплений грунта в рабочей зоненижней и верхней анкерных плит соответственно, кПа;ɣ1; ɣ2 – осредненные расчетные значения удельного веса грунтов,залегающих выше нижней и верхней анкерных плит соответственно (приводонасыщенных грунтах с учетом взвешивающего действия воды);h1; h2 – глубины залегания нижней и верхней анкерных плит отповерхности грунта;A1 и А2 – площади несущих поверхностей нижней и верхней анкерныхплит соответственно;α1; α2; α3; α4 – безразмерные коэффициенты, принимаемые взависимости от расчетных значений углов внутреннего трения грунта φ 1 и φ2в рабочей зоне нижней и верхней анкерных плит (α1, α3 для нижнейанкерной плиты, α2, α4 для верхней анкерной плиты).Третья глава содержит подробную информацию о проведенныхэкспериментальных исследованиях в полевых и лабораторных условиях, атакже результаты сравнения физических экспериментов с аналитическимиметодами расчета.В ходе проведения полевых исследований на опытно-конструкторскомучастке Северо-Двинской шлюзованной системы установлено, что при схемеглубинного заложения грунтовых анкеров потеря несущей способностипроисходит без видимых проявлений на поверхности грунта, а достижениепредельной нагрузки реализуется при плавном нарастании перемещений довеличины 30 мм и более.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
