Диссертация (1141487)
Текст из файла
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»На правах рукописиГалимов Илья МидхатовичСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГРУНТОВЫХ АНКЕРНЫХКОНСТРУКЦИЙ РАСКРЫВАЮЩЕГОСЯ ТИПА ВГИДРОТЕХНИЧЕСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕСпециальность 05.23.07 – Гидротехническое строительствоДиссертацияна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:кандидат технических наук, профессорЛевачев Станислав НиколаевичМосква – 20182ОглавлениеОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.............................................................................4ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................5ГЛАВА 1.
Современные грунтовые анкерные конструкциираскрывающегося типа в гидротехническом строительстве и путиих совершенствования..........................................................................................121.1Сооружения, использующие анкерное/якорное креплениеи типы грунтовых анкерных конструкций.........................................121.2Анализ существующих методов расчета грунтовыханкерных конструкций.........................................................................21Выводы к главе 1...............................................................................................31ГЛАВА 2.
Предлагаемая конструкция грунтового анкерараскрывающегося типа.........................................................................................322.1Грунтовая анкерная конструкция раскрывающегося типас двумя плитами и перспективы ее применения.............................. 322.2Разработка методики расчета предлагаемой грунтовойанкерной конструкции с двумя раскрывающимисяанкерными плитами..............................................................................38Выводы к главе 2...............................................................................................43ГЛАВА 3.
Экспериментальные исследования грунтовыханкерных конструкций раскрывающегося типа................................................443.1Программа и методика экспериментальных исследований..............443.2Полевые испытания на опытно-конструкторском участкеСеверо-Двинской шлюзованной системе в условияхглубинного заложения.........................................................................453.3Лабораторные исследования в условияхповерхностного заложения.................................................................5133.4Сопоставление результатов физическихэкспериментов с аналитическими методами расчета.......................67Выводы к главе 3...............................................................................................70Глава 4.
Расчетные исследования несущей способностиразработанной анкерной конструкции с двухряднымиплитами с помощью программно-вычислительногокомплекса Midas GTS NX.....................................................................................734.1Расчетные исследования несущей способностиразработанной анкерной конструкции впрограммно-вычислительном комплексеMidas GTS NX для условий поверхностного заложения...............734.2Расчетные исследования несущей способностиразработанной анкерной конструкции впрограммно-вычислительном комплексе Midas GTS NXв условиях глубинного заложения.....................................................784.3Сопоставление результатов численныхэкспериментов с разработанной методикой расчета.......................87Выводы к главе 4...............................................................................................89ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................90Список литературы...............................................................................................924СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙɣ – плотность грунта;с – удельное сцепление грунта;φ – угол внутреннего трения грунта;Е – модуль общей деформации;ν – коэффициент Пуассона;L – длина анкерной тяги;d – диаметр анкерной тяги;D – приведенный диаметр анкерной плиты;А – площадь анкерной плиты;S – перемещение (выход) анкера;P – нагрузка.5ВВЕДЕНИЕАктуальность темы диссертационного исследования.На сегодняшний день одними из распространенных и в то же времяперспективныхконструкцийтранспортаконтинентальногоигидротехническихшельфасооруженийявляютсяводногозаанкерованныеконструкции различного назначения.
Известны многочисленные примерыприменения прогрессивных конструкций в составе заанкерованных тонкихстенок (для крепления грунтовых откосов, при возведении различного видаподпорных стенок, при строительстве подземных сооружений и т.д.). Кданному виду гидротехнических сооружений следует отнести сооруженияконтинентального шельфа (плавучие платформы с анкерными, якорнымисистемами, ветряные электростанции), оградительные (волноломы) ипричальные сооружения,судоходные сооружения и т.д.
[28]. В качествеанкерныхсоставеустройстввперечисленныхсооруженийширокоприменяются грунтовые анкеры, при использовании которых отмечаетсяисключительно положительный эффект. Так, при строительстве глубокихкотловановприменениегрунтовыханкеровпозволяетнетолькоокружающую конструкцию сделать легкой, но и вести строительномонтажные работы рядом с существующими сооружениями без опасения заразвитие в них чрезмерных деформаций [64].Однойизгидротехническомсамыхширокостроительствеприменяемыхявляетсяконструкцийбольверк.Больверквтонкостенное подпорное сооружение, воспринимающее горизонтальнуюнагрузку от грунта обратной засыпки за счет заделки стенки в грунте, а такжес помощью анкерных тяг, служащих для восприятия и перераспределенияусилий, действующих на анкеруемые лицевые элементы подпорных стен.Надежность и рентабельность данного вида сооружений подтверждаетсямноголетним опытом строительства больверков, как в мировой, так и вотечественной практике [28].6В настоящее время в гидротехническом строительстве заанкерованныеконструкции применяются при возведении причалов, набережных, камершлюзов, швартовых пал, берегоукрепительных сооружений и т.д.
Крометого, следует отметить, что анкерные устройства достаточно широкоиспользуется в гидротехнических сооружениях континентального шельфа,основное назначение которых связано с освоением богатств мирового океана.Данные сооружения возводятся и эксплуатируются в сложных условиях,обусловленных значительными глубинами, суровым климатом и т.д., чтоделает анкерное и якорное крепление весьма эффективными устройствами,удерживающими плавучие платформы, а в ряде случаев сооружения сподобными крепежными якорными системами безальтернативны.Основное преимущество заанкерованных и заякоренных сооруженийобусловлено их высокой технологичностью, относительной простотойвозведения, низкой материалоемкостью [28].Втожевремя,несмотрянаширокуюраспространенностьзаанкерованных сооружений, анкерные устройства и, в особенности,анкерные тяги, являются самым «уязвимым» конструктивным элементомданных сооружений, и уровень безопасности которых в целом в наибольшейстепени зависит от их состояния.
Одна из самых распространённых причинаварий таких сооружений заключается в отказе (обрыве) анкерных тяг.Из всего множества конструктивных решений анкерных устройств,целесообразно выделить несколько типов: железобетонные (в том числебуроинъекционные), металлические (в том числе раскрывающиеся) исинтетические.Раскрывающиесяметаллическиеанкерныесистемы(сраскрывающимся наконечником) типа «Manta Ray» и буроинъекционныеанкерные конструкции типа «Титан» являются одними из инновационныхрешений конструкций анкерных устройств, которые пользуются большойпопулярностью за рубежом и начинают всё шире применяться вотечественной гидротехнике.
Данные устройства имеют довольно широкое7применение: крепление подпорных стен, шпунтовых ограждений, стенкотлованов и траншей, закрепление высотных конструкций, различныхинженерных сетей, крепление георешёток и других удерживающих грунтсистем [37]. Однако, в процессе изучения работы раскрывающихсяметаллических анкерных систем, было выявлено, что данные конструкциигрунтовых анкеров имеют определенный резерв несущей способности,обусловленный включением в работу дополнительного массива грунта [11].Исследование нацелено на выявление и анализ факторов, влияющих наувеличение несущей способности раскрывающихся металлических анкерныхсистем, а также на решение практической задачи по совершенствованиюконструкцийгрунтовыханкеров,обладающихбольшейнесущейспособностью в сравнении с существующими конструкциями.Степень разработанности темы. При работе над диссертацией былоустановлено, что исследованиями по данному направлению в частиразработкиметодоврасчетаразличныханкерныхконструкций(фундаментов) занимались Агамирзян А.С., ГорбуновПосадов М.И.,ДжиоевЛ.Н.,МариупольскийЛ.Г.,ТалановГ.П.,ТерновыйВ.И.,Тер-Мартиросян З.Г.
и др. В то же время достаточно перспективным являетсянаправление,связанноесрешениемпрактическихзадачпозаключаетсявсовершенствованию конструкций грунтовых анкеров.Цельдиссертационногоисследованиясовершенствовании грунтовых анкерных конструкций раскрывающегосятипа и разработке оптимальной методики их расчета.Задачи диссертационного исследованияВдиссертационнойработебылисформулированыирешеныследующие основные задачи: на основе анализа теоретических и экспериментальных исследованийопределеныосновныенаправлениясовершенствованиягрунтовыханкерных конструкций раскрывающегося типа и разработана рациональнаяконструкция;8 осуществленыэкспериментальныелабораторныеиполевыеисследования особенностей работы грунтовых анкерных конструкцийраскрывающегося типа под воздействием выдергивающей нагрузки; выполнено численное моделирование работы грунтовых анкерныхконструкций в программно-вычислительном комплексе Midas GTX NX; разработана методика расчета с использованием основных положенийСП24.13330.2011дляопределениянесущейспособностиусовершенствованной грунтовой анкерной конструкции раскрывающегосятипа.Объектомдиссертационногоисследованияявляютсягрунтовыеанкерные конструкции раскрывающегося типа.Предметомспособностьидиссертационногодеформативностьисследованиягрунтовыхявляетсяанкерныхнесущаяконструкцийраскрывающегося типа.Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: изучены особенности разрушения грунта при воздействии нагрунтовые анкерные конструкции раскрывающегося типа выдергивающейнагрузки; выявлены закономерности распределения напряжений в грунте привзаимодействии с раскрывающимся анкером и получены их количественныезначения для песчаных грунтов; разработана методика расчета с использованием основных положенийСП24.13330.2011дляопределениянесущейспособностиусовершенствованной грунтовой анкерной конструкции раскрывающегосятипа.Практическаяи теоретическаяработы состоит в следующем:значимостьдиссертационной9 разработана конструкция металлического грунтового анкера с двойнымрядом раскрывающихся анкерных плит, обладающего возможностьюпроверки несущей способности при вводе в эксплуатацию; приведеныразработаннойрекомендацииконструкциипоэффективномугрунтовогоанкеравприменениюгидротехническомстроительстве.Методикадиссертационногоисследования.Вданнойдиссертационной работе методика исследования заключалась в проведениикомплекса теоретических, экспериментальных работ, а также численногомоделирования, что позволило разработать конструкцию металлическогогрунтового анкера с двойным рядом раскрывающихся плит на однойанкерной тяге.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
