Диссертация (1141487), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Гранулометрический состав песка был следующий:частицы фракций (102) мм составляют 3,5%; (21) мм - 10,5%; (10,5) мм –18%; (0,50,25) мм – 50%; (0,250,1) мм – 15%; менее 0,1 мм – 3%.Плотность грунта составляла 1,65 т/м3, угол внутреннего трения 34°,удельное сцепление с=0 кПа [31].Грунт в процессе подготовки эксперимента укладывался послойно от0,15 до 0,20 м с последующим уплотнением с помощью виброплиты с56трехкратной проходкой поверхности в течение 5 минут и тщательнойпланировкой.
Динамическим зондированием контролировалась плотностьгрунта и равномерность распределения плотности по глубине и по площади[31].Для установки датчиков давления верхнюю часть слоя грунтатолщиной 10 см срезали лекалом и в заданных точках устанавливали датчикиактивной стороной вниз с учетом ожидаемых напряжений на глубине 1,5 м,1,0 м 0,5 м от поверхности грунта и на расстоянии 0,3 м; 0,5 м; 0,7 м; 1,0 м отанкерной тяги (рисунки 3.13 – 3.16).Рисунок 3.13 – Схема расстановки датчиков в двух плоскостях57Рисунок 3.14 Расстановка датчиковна глубине 1,5 мРисунок 3.15 Расстановка датчиковна глубине 1,0 мРисунок 3.16 Расстановка датчиковна глубине 0,5 мПосле того, как была осуществлена засыпка грунтового бассейна доотметки 2,5 м, был дан старт испытаниям статической выдергивающейнагрузкой.
Нагрузка прикладывалась ступенчато с шагом 5 бар, так как наманометре маслостанции шкала деления указана в барах. На каждой ступенинагрузки в течение 10 минут считывались данные с анкерных датчиков,датчиков давления грунта, а также снимались показания (выход анкера) спрогибомера. Все показания приборов в ходе экспериментов заносились вспециально разработанную таблицу.В соответствии с основными положениями ГОСТ 20522 [14] призначении доверительной вероятности α=0,95 была выполнена статистическаяобработкачастныхзначенийпредельныхсопротивленийанкеров,полученных по данным 3 экспериментов, и определена несущая способностьгрунтовой анкерной конструкции раскрывающихся типа, а также построенграфик зависимости перемещений от выдергивающей нагрузки на грунтовыйанкер (рисунок 3.17).Вертикальные напряжения в 8 точках массива грунта при ступенчатовозрастающей нагрузке приведены на графиках (рисунок 3.18).58100125; 88,99080Перемещения, мм116; 68,970107; 60,860100; 54,8504095; 27,43088; 22,2201000102030405060708090100110120130Нагрузка, кНРисунок 3.17 – График зависимости перемещений от нагрузки14059140140126,24119,1120105,2498,74100Давление, кПа90,2898,70479,928057,844091,3678016,0846,3992,424,58,5416,645 6,827 19,3257,636,2082,6792,0561,57338,91330,21623,4648,9044,21610,6336,7646058,48549,32733,4416,512,84630,53820,12515,09514,93218,25624,1135,19726,29637,73826,27141,32027,85444,07728,4102010,69401,965Время_099_100_101_108_12240_123_126_130Рисунок 3.18 – Графики зависимости давления грунта во времениНагрузканаанкернуютягу, кН0100102,59370,91141,13120115,17470,66020124,177нагрузка60Рассмотрение вертикальных напряжений позволило установить, чтонапряженная зона образуется над анкерной пластиной на начальных стадияхнагрузки и незначительно развивается преимущественно вверх.С помощью выполненных исследований, включающих измерениенапряжений в грунтовом массиве, были получены следующие результаты:-грунтовогоосуществлены измерения вертикальных напряжений в 8 точкахмассивапридействиинаанкернуюконструкциюраскрывающегося типа ступенчатой нагрузки;-напряженная зона образуется на начальных стадиях нагрузки изависит от ее величины;-при выдергивании анкера вертикальные напряжения возникают вгрунтовом массиве над анкерной пластиной и имеют максимальные значенияв точках наиболее близко расположенных к анкерной пластине, чтосвидетельствует об образовании упругого ядра над пластиной.
Попоказаниям датчиков, изменение давления в которых происходило по высотетолько на глубинах 1,5 м и 1,0 м от поверхности грунта и на расстоянии 0,3 ми 0,5 м от анкерной тяги, следует сделать вывод, что над данной анкернойплитой напряженная зона формируется по высоте в пределах 1 м и вгоризонтальном направлении в пределах до 0,5 м от анкерной тяги.Также особое внимание в ходе эксперимента было уделено физическойсущности явлений, протекающих при действии на анкер выдергивающейсилы, направленной противоположно силе тяжести.
При достижениивыдергивающей нагрузкой величины 91,5 кН деформации (выход анкернойтяги) стали резко возрастать, что является следствием потери несущейспособности грунтового анкера. Процесс потери несущей способностисопровождался началом выпучивания поверхности грунта, при этомвеличина выпучивания уменьшается по мере удаления от анкерной тяги,также на поверхности образовались радиальные трещины, а между тягой иокружающим ее грунтом возник распространяющийся на некоторую глубинузазор (рисунки 3.19, 3.20, 3.21).61Рисунки 3.19 – Деформацииповерхности грунтаРисунки 3.20 – Деформацииповерхности грунтаРисунок 3.21 – Деформации поверхности грунтаВ экспериментах с глубинной схемой заложения была принятагрунтовая анкерная конструкция раскрывающегося типа со следующимихарактеристиками: площадь анкерной пластины S=938,2 см2. диаметр тяги d = 20 мм, длина тяги L = 4 м.62Грунтовый анкер устанавливался на дно грунтового лотка, такимобразом, глубина установки составляла 2,50 м.Для осуществления испытаний использовалась та же установка иконтрольно измерительная аппаратура, что и при схеме поверхностногозаложения.Программа испытания была использована такая же, как и приповерхностном заложении.
Нагрузка прикладывалась ступенчато, при этомна каждой ступени в течении 5-10 минут снимались показания с анкерныхдатчиков, а также показания датчиков давления грунта.На графике (рисунок 3.22) представлена зависимость перемещений отвыдергивающей нагрузки на грунтовый анкер.70103,4; 60Перемещения, S (мм)605040102,6; 30302091,6; 14,81047,5; 4,2 57,6; 510,5; 1,3 21,7; 2,2 30,7; 373,4; 8,485,6; 11,20010203040506070Нагрузка на анкер, P (кН)809010011 0Рисунок 3.22 – График зависимости перемещений от нагрузкиС помощью выполненных исследований при глубинном заложениибыли получены следующие результаты:достижениепредельнойнагрузкисопровождаетсянарастанием перемещений до величины 15 мм;плавным63между перемещениями и нагрузкой в начальной стадии загружениягрунтового анкера выявлена линейная зависимость;в ходе проведения эксперимента особое внимание было уделенофизической сущности явлений, что позволило сделать вывод о том, чтопри глубинном заложении происходит «локальное» разрушение грунта,которое характеризуется тем, что при нем не наблюдается каких-либосмещенийгрунта,выходящихнаповерхность.Деформацииповерхности грунта в данном эксперименте полностью отсутствовали.Лабораторныеэкспериментыусовершенствованнойконструкциигрунтового анкера были проведены в целях исследования особенностейработы под нагрузкой и изучения ее взаимодействия с окружающим грунтом.В эксперименте была принята двухрядная грунтовая анкернаяконструкция раскрывающегося типа (рисунок 3.23) со следующимихарактеристиками: площадь анкерных плит S=938,2 см2. диаметр тяги d = 20 мм, длина тяги L = 4 м, расстояние между анкерными плитами l = 1 м.Характеристики грунта: плотность ɣ = 16,5 кН/м3, угол внутреннеготрения φ = 34°, удельное сцепление с = 0 кПа.Чтобы осуществить соединение верхней анкерной плиты с тягой, былопринято решение о том, чтобы к нижней ее стороне приваритьсоединительнуюмуфту,причемдляобеспечениянадежнойработыконструкции данный узел был усилен косынками.Грунтовый анкер устанавливался на отметку 0,5 м от дна грунтовоголотка, таким образом, глубина установки составляла 2,0 м.Для осуществления испытаний использовалась та же установка иконтрольно измерительная аппаратура, что и в предыдущих лабораторныхэкспериментах (установка, состоящая из гидравлического домкрата, который64основанием цилиндра опирался на анкерные датчики, установленные настальные двутавровые балки, а в верхней части штока был жестко закрепленза анкерную тягу).Рисунок 3.23 – Двухрядная анкерная конструкцияПрограмма испытания была использована такая же, как и вэксперименте с грунтовым анкером, имеющим одну плиту.
Нагрузкаприкладывалась ступенчато и выдерживалась во времени в течение 10 минут.На графике (рисунок 3.24) представлена зависимость перемещений отвыдергивающей нагрузки на двухрядную грунтовую анкерную конструкцию.656090; 50Перемещения,S (мм)50403089,1; 202080,2; 15,51010,6; 454,2; 8,537,5; 5,6 46,5; 718,8; 4,729,4; 4,771,1; 11,100204060Нагрузка на анкер, P (кН)80100Рисунок 3.24 - График зависимости перемещений от нагрузкиВыполненный эксперимент с двухрядной конструкцией грунтовогоанкера позволил получить следующие результаты:предельная нагрузка достигается при постепенном увеличенииперемещений до величины 20 мм, при этом предельная нагрузка наанкер составила 90 кН;между перемещениями и нагрузкой практически на всей стадиизагружения грунтового анкера выявлена линейная зависимость;процесс потери несущей способности, как и в предыдущемиспытании, сопровождался выпучиванием поверхности грунта, приэтом величина выпучивания уменьшалась по мере удаления отанкерной тяги, также на поверхности образовались радиальныетрещины, а между тягой и окружающим ее грунтом возникраспространяющийся на некоторую глубину зазор (рисунок 3.25, 3.26).66Рисунок 3.25 Деформацииповерхности грунтаприсопоставленииРисунок 3.26 Деформацииповерхности грунтарезультатовлабораторныхиспытанийдвухрядной конструкции грунтового анкера с площадью плитА1=938,2 см2 и грунтового анкера с одной плитой, имеющей площадьА2=2318,4см2,перемещенийбылоотустановлено,нагрузкии,чтографикизависимостисоответственно,предельноесопротивление в обоих случаях практически идентичны (рисунок 3.27).6090; 50 92,00; 50Перемещения,S (мм)50двухрядный А1, h=2,0 м40одиночный А2, h=2,0 м3089,1; 2080,2; 15,591,70; 22,2201000204060Нагрузка на анкер, P (кН)80100Рисунок 3.27 Графики зависимости перемещений от нагрузки для двуханкерных конструкций67Сопоставление результатов физических экспериментов с3.4аналитическими методами расчетаПри поверхностном заложении расчет грунтовых анкеров по несущейспособности основания целесообразно производить в соответствии с п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
