Диссертация (1141487), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Основные результаты лабораторных и полевых исследованийсуглинка тугопластичного и мягкопластичного представлены в таблице 3.1.Таблица 3.1 – Характеристики грунтов основания [29].ИГЭ-7- СуглиноктугопластичныйНаименованиехарактеристикПлотностьЕдиницынорм.измерения2,14сухого грунта (ρd)1,86частиц грунта (ρs)2,70Коэффициентпористости (е)Удельное сцепление(С) при природнойвлажностиУгол внутреннеготрения (φ) приприродной влажностиМодуль деформации(Е)0,952,122,10расчётные сдовер. вер.0,850,952,172,152,142,662,651,862,692,682,68д.е.природная (W)на границе текучести(WL)на границераскатывания (Wp)Число пластичности(Ip)Коэффициентводонасыщения (Sr)Показательтекучести (IL)при природнойвлажностиПористость (П)0,85норм.г/см³грунта (ρ)Влажностьрасчётные сдовер.
вер.ИГЭ-6-Суглинокмягкопластичный0,150,170,210,210,110,11%1010д.е.0,891,000,400,6331310,450,44%кПа262617242416градус222219212118МПа181547В рамках реконструкции для защиты берегов Кишемского канала былапринята конструкция вертикального берегоукрепления типа «больверк»(рисунок 3.1). В данном случае она представляет собой ряд вертикальныхметаллических шпунтовых свай корытного профиля, заанкереных за верхнийконец с помощью грунтовых анкеров раскрывающегося типа.Рисунок 3.1 – Поперечный разрез конструкции вертикальногоберегоукрепления типа «больверк».Натурныеиспытаниянесущейспособностигрунтовыханкеровосуществлялись в рамках производственного процессаВ полевых условиях исследовались грунтовая анкерная конструкцияраскрывающегося типа со следующими характеристиками: площадь анкерной плиты А1=938,2 см2, диаметр тяги d = 20 мм, длина тяги L = 18 м.Методика проведения опыта заключалась в выполнении цикловпогружения и взведения анкера с приложением выдергивающей нагрузки.Технология проведения опытов заключалась в погружении анкера припомощи вибропогружателя с боковым захватом, установленного нагусеничный экскаватор (рисунок 3.2), затем, с помощью специальной48упорной площадки (рисунок 3.3.), основным элементом которой являетсягидравлический домкрат с полым штоком, приведении его в рабочееположение и приложении выдергивающей нагрузки.
Усилие в анкереизмерялось исходя из давления в гидравлической системе домкрата. Дляизмерения перемещений применялся независимый от силовой конструкциистенд, относительно которого измерялся выход анкера после приложенияочередного этапа нагрузки.Рисунок 3.2 – Процесс погружения грунтового анкераРисунок 3.3 – Упорная площадка с гидравлическим домкратом49К грунтовым анкерам прикладывалась выдергивающая нагрузка,возрастающая ступенчато с шагом 20 бар, (так как на манометремаслостанции шкала деления указана в барах), при этом выдержка вовремени на каждой ступени нагрузки составляла ∆t= 10 минут. Переход накаждую последующую ступень производился после стабилизации выходаанкера от предыдущей ступени нагрузки. Нагрузка на анкеры в процессеопытов доводилась до таких величин, при которых перемещения анкеров нарасстояние, не мене 3 см, продолжалось без увеличения нагрузки [29].
Этивеличины были приняты предельными.Всего было проведено более 20 опытов.Грунтовые анкеры устанавливались под углами от 40° до 50° и сдлинами анкерных тяг от 12 до 16 м.В полевых испытаниях была реализована схема глубинного заложениягрунтовых анкеров раскрывающегося типа. При данной схеме достижениепредельныхнагрузоквовсехслучаяхсопровождалосьлокальнымразрушением грунта, причем происходившие при этом явления былиподобны наблюдавшимся при выдергивании анкеров в лабораторныхусловиях при схеме глубинного заложения.Основное влияние на несущую способность анкеров раскрывающегосятипа при глубинном заложении, оказывает не абсолютное значение глубинызаложения, а прочность грунта на этой глубине.На рисунке 3.4 изображены осредненные кривые зависимости междунагрузкой и перемещением S = f(P) для грунтового анкера с площадьюанкерной плиты А1 = 938,2 см2.В соответствии с требованиями ГОСТ 20522 «Грунты. Методыстатистической обработки результатов испытаний» [14] на основаниирезультатов статистической обработки частных значений предельныхсопротивлений анкеров, полученных в ходе натурных испытаний [53], былаопределенанесущаяспособностьгрунтовойанкернойконструкциираскрывающихся типа с площадью плиты А1=938,2 см2, которая для участка,50воснованиикоторогозалегаютсуглинкимягкопластичныеитугопластичные, составила 101 кН.70112; 65Перемещения, S (мм)605040101; 313092; 2584; 202067; 141032; 400102030405060708090100110120130Нагрузка, P (кН)Рисунок 3.4 – График зависимости перемещений от нагрузкиГрафик зависимости между выходом анкера и сопротивлением грунтаS=f (P) представляет собой практически плавную кривую без каких либохарактерных переломов до момента достижения предельной нагрузки.ВрезультатеконструкторскомпроведенияучасткеполевыхисследованийСеверо-Двинскойнашлюзованнойопытносистемыустановлено, что:1) при схеме глубинного заложения грунтовых анкеров потерянесущей способности осуществляется без деформаций поверхностигрунта, а предельная нагрузка достигается при перемещениях 30 мми более.
Данный факт свидетельствует о том, что предельнуювеличинунагрузкинагрунтовыйанкерустанавливать по допустимым перемещениям;целесообразно512) между перемещениями и нагрузкой в начальной стадии нагружениягрунтовых анкеров выявлена линейная зависимость, при этомосредненные графики зависимости между выходом анкера исопротивлением грунта S=f (P) представляют собой плавные кривыебез каких-либо характерных переломов на всем их протяжении домомента достижения предельной нагрузки.3.3Лабораторные исследования при поверхностной и глубиннойсхемах заложения грунтовых анкерных конструкцийОпыты проводились в грунтовом комплексе научно-исследовательскойлаборатории гидротехнических сооружений НОЦ «Гидротехника» НИУМГСУ в грунтовом лотке с размерами в плане 5×2,5 м и глубиной 2,5 м.Стены грунтового лотка выполнены из железобетона.В экспериментах с поверхностной схемой заложения была принятагрунтовая анкерная конструкция раскрывающегося типа (рисунок 3.5, 3.6) соследующими характеристиками: размеры анкерной плиты b = 676 мм, z = 469,9 мм, h = 132 мм площадь анкерной плиты А2 = 2318,78 см2 диаметр тяги d = 20 мм, длина тяги L= 4 м.Рисунок 3.5 – Анкерная плита52Рисунок 3.6 – Анкерная плита вид сверху и сбоку.Всего было проведено три основных (контрольных) эксперимента и двапробных, на которых была отработана методика проведения эксперимента,осуществлена проверка работы гидравлического домкрата и контрольноизмерительной аппаратуры.Грунтовый анкер устанавливался на отметку 0,5 м от дна грунтовоголотка, таким образом, глубина установки составляла 2,0 м.Для осуществления испытаний была разработана и смонтированаустановка (рисунок 3.7), состоящая из гидравлического домкрата с полымштоком, который основанием цилиндра опирался на два анкерных датчика(струнных динамометра), закрепленных на стальных двутавровых балках,установленныхнажелезобетонныестенкигрунтовоголотка.Штокгидравлического домкрата и пропущенная через него анкерная тяга жесткозакреплялись с помощью клиновидного зажима.
Гидравлический домкратприводился в действие с помощью маслостанции с дизельным приводом.Контроль создаваемого усилия осуществлялся посредством установленногона маслостанции манометра, показывающего давление в гидравлическойсистеме домкрата.53Рисунок 3.7 – Установка для проведения испытаний1 – гидравлический домкрат с полым штоком; 2 – струнные динамометры; 3 – прогибомерчасового типа; 4 – стальные двутавровые балки.Для измерения усилий в анкерных тягах применялись гидравлическиеструнныединамометрыEncardio-riteElectronicsмодельELC-31Vсдиапазоном измерения 0-250 кН в количестве двух штук (рисунок 3.8). Дляснятия показаний со струнных динамометров использовалось портативноесчитывающее устройство VWread (рисунок 3.9).Рисунок 3.8 Струнный динамометр Encardio-rite Electronics54Рисунок 3.9 Портативное считывающее устройство VWreadДляизмерениявеличинывыходаанкернойтягивпроцессеэксперимента на стальной двутавровой балке с помощью струбцины былустановлен прогибомер часового типа с проволочной связью.
Проволокаодним концом была закреплена за анкерную тягу, а на другой (свободный) ееконец подвешивался груз. Шкала деления прогибомера составляет 0,1 мм.Рисунок 3.10 Прогибомер часового типаС целью выявления закономерностей распределения вертикальныхнапряжений в грунтовом массиве над анкерной пластиной устанавливалисьструнные датчики давления «Ситис Спрут» в количестве 8 штук (рисунок3.11) с диапазоном измерения 0-350 кПа. Для снятия показаний с датчиков55использовалось считывающее устройство даталоггер «Игла» (рисунок3.12).Рисунок 3.11 – Струнный датчик давленияРисунок 3.12 – Общий вид считывающего устройства - даталоггера «Игла»Исследования проводили в грунтовом массиве, сложенном кварцевымипесками со следующим содержанием компонентов: кварц 86%; полевой шпат9%, слюда - 1%, включая обломки магматических пород и акцессорныхматериалов - 4%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
