Автореферат диссертации (1141486), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Это свидетельствует о том, что допустимыенагрузки на грунтовый анкер следует назначать из расчета по допустимымперемещениям. В первых этапах нагружения грунтовых анкеров междуперемещениями и нагрузкой выявлена линейная зависимость, при этомосредненные графики зависимости между выходом анкера и сопротивлениемгрунта S=f(P) представляют собой плавные кривые без каких-либохарактерных переломов на всем их протяжении до момента достижения15предельной нагрузки. На рисунке 3 изображены осредненные кривыезависимости между перемещением и нагрузкой S = f(P) для грунтовогоанкера с площадью анкерной плиты А1 = 938,2 см2.Перемещения, S (мм)70112; 65605040101; 3192; 25302067; 141084; 2032; 4001020304050607080Нагрузка, P (кН)90100110120130Рисунок 3 – График зависимости перемещений от нагрузкиНа основании результатов статистической обработки частных значенийпредельных сопротивлений анкеров, полученных по данным натурныхиспытаний, была определена несущая способность грунтовой анкернойконструкции раскрывающегося типа с площадью плиты А1=938,2 см2,котораядляучастка,воснованиикоторогозалегаютсуглинкимягкопластичные и тугопластичные, составила 101 кН.Лабораторные эксперименты проводились в грунтовом комплексенаучно-исследовательскойлабораториигидротехническихсооруженийНИУ МГСУ в грунтовом лотке с размерами в плане 5×2,5 м и глубиной 2,5 м.Для осуществления испытаний была разработана и смонтированаустановка, состоящая из гидравлического домкрата с полым штоком,которыйоснованиемцилиндраопиралсянаанкерныедатчики,установленные на стальные двутавровые балки, а в верхней части штока былжестко закреплен за анкерную тягу (рисунок 4).
Гидравлический домкратприводился в действие с помощью маслостанции.16Рисунок 4 – Установка для проведения испытаний1 – гидравлического домкрата с полым штоком; 2 – струнные динамометры;3 – прогибомер часового типа; 4 – стальные двутавровые балки.По результатам проведения лабораторных исследований анкерныхконструкцийраскрывающегосятипасплощадьюанкернойплитыА2 = 2318,78 см2 в условиях поверхностного заложения было выявлено, чтопроцесс потери несущей способности грунтовых анкеров сопровождалсяначаломвыпучиванияповерхностигрунта,такженаповерхностиобразовались радиальные трещины, а между тягой и окружающим еегрунтомвозникраспространяющийсянанекоторуюглубинузазор.Исследования с измерением вертикальных напряжений в грунтовом массивепоказали, что напряженная зона формируется над анкерной плитой уже напервых ступенях нагрузки и получает развитие преимущественно вверх,максимальные значения были получены в точках наиболее близкорасположенных к анкерной плите, на основании чего был сделан вывод обобразовании упругого ядра.В лабораторных экспериментах с глубинной схемой заложения былапринята грунтовая анкерная конструкция раскрывающегося типа с площадьюанкерной плиты А1=938,2 см2.
Выполненные исследования позволилиобнаружить, что достижение предельной нагрузки происходит при плавном17нарастании перемещений до величины 15 мм, между перемещениями инагрузкой в начальной стадии загружения грунтового анкера выявленалинейная зависимость (рисунок 5).
В ходе проведения данного экспериментатакже особое внимание было уделено физической сущности явлений, чтопозволило сделать вывод о том, что при глубинном заложении происходит«локальное» разрушение грунта, которое характеризуется тем, что при немне наблюдается каких-либо смещений грунта, выходящих на поверхность.Деформации поверхности грунта в данном эксперименте полностьюотсутствовали.70103,4; 60Перемещения, S (мм)605040102,6; 3030201010,5; 1,3 21,7; 2,2 30,7; 347,5; 4,2 57,6; 573,4; 8,491,6; 14,885,6; 11,20010203040506070Нагрузка на анкер, P (кН)8090100110Рисунок 5 – График зависимости перемещений от нагрузкиОтдельно следует отметить результаты лабораторного экспериментаусовершенствованнойконструкциигрунтовогоанкерасплощадямианкерных плит А1=938,2 см2.
Данные испытания позволили сделать выводыо том, что процесс потери несущей способности, а также физическая картина,аналогичны тем, которые наблюдались в эксперименте с одноряднойконструкцией с площадью анкерной плитыграфикизависимостиперемещенийотА2=2318,4 см2. Кроме того,нагрузкии,соответственно,предельное сопротивление в обоих случаях практически идентичны(рисунок6),чтосвидетельствуетобэффективнойработеусовершенствованной конструкции грунтового анкера, имеющего две18анкерные плиты, способные вовлекать в работу объем массива грунта, как ипри однорядной конструкции с анкерной плитой, имеющей в 2,5 разабольшую площадь.6090; 50 92,00; 50Перемещения,S (мм)50двухрядный А1, h=2,0 м40одиночный А2, h=2,0 м3089,1; 2080,2; 15,591,70; 22,220100020406080100Нагрузка на анкер, P (кН)Рисунок 6 Графики зависимости перемещений от нагрузки для двуханкерных конструкцийВ целях оценки экспериментальных результатов в полевых илабораторныхусловияхбылипроизведеныаналитическиерасчетыгрунтовых анкерных конструкций, которые позволили сделать вывод обудовлетворительной сходимости результатов полевых испытаний в условияхглубинного заложения с аналитическими расчетами для грунтовых анкеров сплощадью плиты А1 = 938,2 см2.Сравнивания значения результатов лабораторного эксперимента приповерхностном заложении для грунтовых анкеров с площадью анкернойплиты А2=2318,4 см2 с аналитическим расчетом, был сделан вывод об ихдостаточно высокой сходимости.
Также следует отметить хорошуюсходимость результата лабораторного эксперимента грунтового анкера сплощадью анкерной плиты А1=938,2 см2 в условиях глубинного заложения срезультатом, полученным аналитическим расчетом.В четвертой главе изложены результаты расчетных исследованийнесущей способности разработанной анкерной конструкции с двухрядными19плитами, полученные с помощью программно-вычислительного комплексаMidas GTS NX.В результате выполнения численных экспериментов с помощьюпрограммно-вычислительного комплекса MIDAS GTS NX была определенавеличина несущей способности усовершенствованной анкерной конструкциивусловияхповерхностногозаложения,исделанвыводобудовлетворительной сходимости полученных данных путем численногоэксперимента с результатами аналитического расчета и лабораторногоэксперимента.
Кроме того, были проведены численные экспериментыусовершенствованной анкерной конструкции с двумя анкерными плитами сшагом от 1 м до 3,0 м и приведенным диаметром плит D = 0,34 м, а такжеконструкций с одной плитой и приведенными диаметрами плит D = 0,34 м иD = 0,54 м в условиях глубинного заложения, и построены графикизависимости деформаций (перемещений) от выдергивающей нагрузки дляданных конструкций (рисунок 7).
В результате анализа графиков былоподтверждено увеличение несущей способности разработанной анкернойконструкции, имеющей две плиты, в сравнении с анкером, имеющим однуплиту такой же площади. Если провести сравнение с анкером, имеющимодну плиту такой же площади (с приведенным диаметром D = 0,34 м), топодтверждается увеличение несущей способности разработанной анкернойконструкции, имеющей две плиты. При этом большая несущая способность(на 68,9 %) достигается в конструкциях с расстоянием между плитами 3,0 м.Кроме того, сравнивание с анкером, имеющим одну плиту большей площади(с приведенным диаметром D = 0,54 м), показало, что несущая способностьпри достижении перемещений 30 мм для анкера с одной плитой большейплощади составляет 145 кН, а для двухрядной конструкции с меньшимиплитами 180 кН, что также подтверждает эффективность применениявторого ряда анкерных плит (увеличение несущей способности составляет19,4 %).20Рисунок 7 – Графики зависимости деформаций (перемещений) от нагрузки21Сравнив результаты численного моделирования и аналитическогорасчетапоразработаннойметодикерасчета,основаннойнаСП 24.13330.2011, для условий глубинного заложения, был сделан вывод онеобходимостивведениявразработаннуюметодикурасчетадополнительного коэффициента, равного ɣz = 0,2 0,25, учитывающегоограничения деформаций по условиям эксплуатации.
Таким образом,формула (1) для определения несущей способности усовершенствованнойанкерной конструкции при воздействии на нее выдергивающей нагрузкибудет иметь следующий вид:Fd с z (а c а3 h ) A1 (а2 c2 а4 2 h2 ) A2 (2)ЗАКЛЮЧЕНИЕОсновные результаты, полученные в диссертационной работе:1.методовНа основе анализа применяемых конструктивных решений ирасчетасовременныхгрунтовыханкерныхконструкцийраскрывающегося типа установлено наличие определенного резерва несущейспособности данных конструкций, обусловленного включением в работудополнительного массива грунта.2.Разработаны принципиальные конструктивно-технологическиерешения, связанные с узлом крепления плит к анкерной тяге, что послужилооснованием для совершенствования грунтовых анкерных конструкций путемиспользования двух раскрывающихся плит на одной анкерной тяге.Предложены обоснованные рекомендации для оптимальной расстановкианкерных плит в усовершенствованной конструкции.3.На основе теоретических исследований разработана методикарасчета с использованием основных положений СП 24.13330.2011 дляопределения несущей способности двухрядной анкерной конструкции вусловиях глубинного заложения при воздействии на нее выдергивающейнагрузки, в которую включены обоснованные рекомендации по применениюкоэффициентов условий работы, отличающихся на 10-20% в большую22сторону от изложенных в СП24.13330.2011 для винтовых свай.
Также наоснованиисравненияаналитическогорезультатоврасчетачисленногоусовершенствованноймоделированияанкернойиконструкциипредложено включить в разработанную методику расчета дополнительныйкоэффициент,учитывающийограничениядеформацийпоусловиямэксплуатации.4.В результате экспериментальных исследований в лабораторныхусловиях была установлена физическая картина процесса потери несущейспособности грунтовых анкерных конструкций при различной глубинезаложения, что позволило сделать вывод о необходимости назначениярасчетных нагрузок на грунтовый анкер с учетом допустимых перемещенийпо условиям эксплуатации.5.На основе результатов, полученных в ходе экспериментальныхисследований,атакжечисленногомоделированиявпрограммно-вычислительном комплексе MIDAS GTS NX, доказана эффективностьприменения в грунтовых анкерных конструкциях раскрывающегося типавторого ряда анкерных плит, позволяющего увеличить несущую способностьв условиях глубинного заложения примерно на 70 %.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
