Диссертация (1141487), страница 9
Текст из файла (страница 9)
7.10СП 22.13330.2011 [46], при этом Fu,a сила предельного сопротивленияоснованияопределяетсяпоформуле1.3:Fu,a bf ·(Vbf Vf )·cos c0·( A1·cos(0 / 2) A2·cos(0 / 2) 2·A3·cos0 ) ,где все обозначения в данной формуле изложены в главе 1 (формула 1.3).В лабораторных условиях использовался песок со следующимихарактеристиками: удельный вес ɣ=16,5 кН/м3, угол внутреннего тренияφ=34°, удельное сцепление с=0 кПа. Так как с=0 кПа и анкерная тягаустанавливалась в вертикальное положение (=0), то вышеприведеннаяформула будет иметь вид следующий вид:Fu,a =bf ·Vbf(3.1)Таким образом, расчет сводится к определению объема тела выпиранияв форме усеченной пирамиды. В схеме лабораторного эксперимента, сучетом влияния стен грунтового лотка, для грунтового анкера с одной плитойданный объем составил 5,92 м3. В результате аналитического расчета силапредельного сопротивления основания равна Fu,a = 97,5 кН.Влабораторном экспериментенесущаяспособность грунтовойанкерной конструкции с площадью анкерной плиты равной А2=2318,4 см2составила 95,5 кН (рисунок 3.22).
Сравниваниязначения результатовфизического эксперимента с аналитическим расчетом, следует сделать выводо достаточно высокой сходимости.Также целесообразно было выполнить расчет для двухряднойконструкцииА1=938,2см2.грунтовогоВанкералабораторномсанкернымиэкспериментеплитамиплощадьюдвухрядныйанкерустанавливался на глубину 2 м, шаг плит был принят равным 1 м.Приведенный диаметр анкерных плит данной конструкции составляет 0,34 м.68Для нижней анкерной плиты соотношение h/D=6,06, что является условиемглубинного заложения, но так как двухрядная конструкция имеет в составеверхнюю плиту, которая включает в работу вышерасположенный массивгрунта, то данная анкерная конструкция будет работать по схемеповерхностного заложения, и объем вовлекаемого в работу грунтовогомассива (тела выпирания) определяется суммированием объемов грунта,расположенных над каждой из анкерных плит.
В данном экспериментеобщий объем составил 5,37 м3. В результате аналитического расчета силапредельного сопротивления основания равна Fu,a = 88,6 кН.В лабораторном эксперименте несущая способность двухряднойанкерной конструкции с площадями анкерных плит А1=938,2см2 составила89,1 кН (рисунок 3.23). Сравнивания значения результатов физическогоэксперимента с аналитическим расчетом, следует сделать вывод о достаточновысокой сходимости.При глубинном заложении расчет грунтовой анкерной конструкциираскрывающегося типа по несущей способности основания целесообразнопроизводить всоответствии с п.7.2.10 СП 24.13330.2011, так как схемаработы винтовых свай на выдергивание и грунтовых анкерных конструкцийпо существу аналогичны (имеется ввиду схема работы лопастей сваи ианкерных плит грунтовых анкерных конструкций раскрывающегося типа).Для определения несущей способности лопасти анкерных конструкцийраскрывающегося типа следует воспользоваться формулой 2.1:Fd с (а c а2 h ) A ,где все обозначения в данной формуле изложены в главе 1.В основании опытно-конструкторского участка, расположенного наКишемском канале Северо-Двинской шлюзованной системы, залегаетсуглинок серый и буровато-коричневый, тугопластичной и полутвердойконсистенции со следующими характеристиками: осредненное расчетноезначение удельного веса грунтов, залегающих выше анкерной плиты69ɣ1=14,5кН/м3 (с учетом взвешивающего давления воды), угол внутреннеготрения φ = 22°, удельное сцепление с = 26 кПа [29].
Коэффициенты a1, a2 дляданных характеристик грунта равны соответственно 15 и 7. Площадьанкерной плиты А1 = 938,2 см2. Глубина заложения грунтового анкераh = 10,0м. Коэффициент условий работы ɣс = 0,7. В итоге несущаяспособность Fd = 93,5 кН. (для анкера с площадью плиты А1=938,2 см2).Несущая способность грунтовой анкерной конструкции с площадьюанкерной плиты равной А1=938,2 см2 на опытно-конструкторском участкесоставила 101 кН (рисунок 3.4), что свидетельствует об удовлетворительнойсходимости результатов полевых испытаний с аналитическим расчетом дляданного анкера.Так же целесообразно произвести расчет несущей способности анкерапорезультатамиспытанийгрунтовстатическимзондированиемпоформуле 1.9:nFd c Fu1n g,где все обозначения данной формулы изложены в главе 1.Среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда врабочей зоне qs [53] для опытно-конструкторского участка находилось впределах от 2,27 до 3,31 МПа.В итоге несущая способность Fd грунтового анкера с площадьюанкернойплитыА1=938,2см2 порезультатамиспытанийгрунтовстатическим зондированием составила 92,35 кН.Несущая способность грунтовой анкерной конструкции с площадьюанкерной плиты равной А1=938,2 см2 на опытно-конструкторском участкесоставила 101 кН (рисунок 3.4), по результатам испытаний грунтовстатическим зондированием - 92,35 кН, по результатам аналитическогорасчета - 93,5 кН, что свидетельствует об удовлетворительной сходимости70результатов полевых испытаний с аналитическим расчетом и результатамииспытаний грунтов статическим зондированием для данного анкера.Кроме того, был произведен расчет несущей способности грунтовойанкерной конструкции раскрывающегося типа для лабораторных условий, вкоторых данная конструкций с площадью анкерной плиты А1 = 938,2 см2была установлена на глубине h = 2,5 м, что при данных соотношенияхприведенного диаметра плиты D = 0,34 м и глубины установки h = 2,5 мсоответствует схеме глубинного заложения.
В лабораторных условияхиспользовался песок со следующими характеристиками: удельный весɣ=16,5 кН/м3, угол внутреннего трения φ=34°, удельное сцепление с=0 кПа.Для определения несущей способности лопасти анкерных конструкцийраскрывающегося типа следует использовать формулу 2.1. Коэффициенты a1,a2 для данных характеристик грунта равны соответственно 64,9 и 44,4.Коэффициент условий работы ɣс = 0,7. В результате расчета несущаяспособность грунтового анкера Fd = 110,4 кН. Сравнивая результат,полученный аналитическим расчетом (Fd = 110,4 кН), с результатом влабораторном эксперименте (Fd = 102,6 кН), следует сделать вывод об ихдостаточновысокойсходимости,чтоявляетсяподтверждениемэффективности применения методики расчета, изложенной в п.
7.2.10СП 24.13330.2011, для данных конструкций грунтовых анкеров, работающихпо схеме глубинного заложения в песчаном грунте.Выводы к главе 3Основные результаты экспериментальных исследований грунтовыханкерных конструкций раскрывающегося типа в полевых и лабораторныхусловиях свидетельствуют о следующем:1.ВходеконструкторскомпроведенияучасткеполевыхисследованийСеверо-Двинскойнашлюзованнойопытносистемыустановлено, что при схеме глубинного заложения грунтовых анкеров потерянесущей способности происходит без деформаций поверхности грунта, а71предельная нагрузка достигается при плавном увеличении перемещений довеличины 30 мм и более. Полученный результат свидетельствует онеобходимости допустимые нагрузки на грунтовый анкер назначать израсчета по допустимым перемещениям.
В первых этапах нагружениягрунтовых анкеров между перемещениями и нагрузкой выявлена линейнаязависимость, при этом осредненные графики зависимости между выходоманкера и сопротивлением грунта S=f (P) представляют собой плавные кривыебез каких-либо характерных переломов на всем их протяжении до моментадостижения предельной нагрузки.2.Порезультатампроведениялабораторныхисследованийанкерных конструкций раскрывающегося типа в условиях поверхностногозаложения было выявлено, что процесс потери несущей способностигрунтовых анкеров сопровождался началом выпучивания поверхностигрунта. При этом величина выпучивания уменьшается по мере удаления отанкерной тяги, также на поверхности образовались радиальные трещины, амежду тягой и окружающим ее грунтом возник распространяющийся нанекоторую глубину зазор.
Также помимо радиальных трещин наблюдалосьобразование оконтуривающей их кольцевой трещины. Исследования сизмерением вертикальных напряжений в грунтовом массиве показали, чтонапряженная зона образуется над анкерной пластиной на начальных стадияхнагрузкиинезначительноразвиваетсяпреимущественновверх,максимальные значения были получены в точках наиболее близкорасположенных к анкерной плите, на основании чего был сделан вывод обобразовании упругого ядра.3.Результаты эксперимента с двухрядной анкерной конструкцией(с площадями анкерных плит А1=938,2 см2) позволил сделать выводы о том,что процесс потери несущей способности, а также физическая картинааналогичны тем, которые наблюдались в эксперименте с одноряднойконструкцией (с площадью анкерной плиты А2=2318,4 см2).
Кроме того,графикизависимостиперемещенийотнагрузкии,соответственно,72предельное сопротивление в обоих случаях практически идентичны, чтосвидетельствует об эффективной работе усовершенствованной конструкциигрунтового анкера, имеющего две анкерные плиты способные вовлекать вработу объем массива грунта, как и при однорядной конструкции с анкернойплитой, имеющей в 2,5 раза большую площадь.Кроме того в целях оценки экспериментальных результатов в полевыхи лабораторных условиях были произведены аналитические расчеты,грунтовых анкерных конструкций, которые позволили сделать вывод обудовлетворительной сходимости результатов полевых испытаний в условияхглубинного заложения с аналитическими расчетами для грунтовых анкеров сплощадью анкерной 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
