Full Text

В современной строительной практике широкое распространение получила концепция армирования грунта. К основным направлениям ее использования можно отнести: устройство подпорных стенок, фундаментов сооружений, оснований дорог, устоев мостов, берегоукрепительных конструкций, сооружений военного назначения и т.д. Также принципы армирования грунта применяются для решения задач охраны окружающей среды1 [1-8]. В данной статье автором рассматривается армогрунтовое подпорное сооружение с вертикальной стенкой, облицовка которого состоит из отдельных лицевых элементов. К облицовке крепятся армоленты, удерживающие сооружение в грунте [9-11]. Одним из основных вопросов проводимого исследования является определение оптимальных параметров лицевых элементов подпорной стенки, что обосновывает проведение экспериментальной работы. Автором выполнено моделирование армогрунтового сооружения, состоящего: из лицевых элементов, армолент, грунта-засыпки [12]. Схема модели приведена на рис. 1. Для натуры и модели соблюдаются следующие геометрические критерии подобия: , где Нн; Нм - полная высота подпорного сооружения соответственно для натуры и модели; алэ,н; алэ,м - длина лицевого элемента соответственно для натуры и модели; hлэ,н; hлэ,м - высота лицевого элемента соответственно для натуры и модели; bлэ,н; bлэ,м - длина горизонтальных и вертикальных участков лицевого элемента соответственно для натуры и модели; la,н; la,м - длина армолент соответственно для натуры и модели; ba,н; ba,м - ширина армолент соответственно для натуры и модели; Sv,н; Sv,м - вертикальный шаг армолент соответственно для натуры и модели; Sh,н; Sh,м - горизонтальный шаг армолент соответственно для натуры и модели; αL - геометрический масштаб. а б Рис. 1. Схема модели армогрунтового подпорного сооружения: а - поперечное сечение модели; б - сечение 1-1 Fig. 1. Scheme model reinforced ground retaining structures: a - cross section of the model; b - section 1-1 Опыты проводились на кафедре ПГСГиФ ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова в лотке плоской деформации, выполненном из органического стекла с размерами рабочего пространства 0,8×0,1×0,6 м. В качестве грунтового основания и засыпки армогрунтового сооружения используется сухой песок со следующими физико-механическими характеристиками: угол внутреннего трения φ = 40°; сцепление с = 0,005 МПа; модуль деформации E = 31,4 МПа; удельный вес γ = 17,4 кН/м3 при коэффициенте пористости е = 0,53. Для исследования зависимости горизонтальных деформаций, происходящих в сооружении при его нагружении, от длины горизонтальных и вертикальных участков лицевых элементов bлэ были приняты следующие размеры испытуемой модели: длина и высота лицевых элементов алэ = hлэ = 100 мм, длина горизонтальных и вертикальных участков bлэ составляет 10, 30 и 50 мм. Общая высота натурной конструкции принята до 3 м, а для модели она составляет H = 300 мм. Армоленты приняты с шириной 0,5bа = 10 мм, длиной lа = H = 300 мм, вертикальным и горизонтальным шагом Sv = Sh = 100 мм. В качестве материала модели лицевых элементов и армолент принята ПВХ-ткань Unisol корейской компании Hanwha с плотностью 630 г/м2 [13, 14]. Образец модели элементов подпорной стенки представлен на рис. 2. Порядок выполнения опытов следующий: 1) подготавливается грунт основания для сооружения, затем проводится его уплотнение (рис. 3, а); а б Рис. 2. Модель элементов подпорной стенки: а - отдельный лицевой элемент: 1 - стенка; 2 - вертикальный участок лицевого элемента; 3 - горизонтальный участок лицевого элемента; б - собранная модель из трех лицевых элементов и восьми армолент: 1 - лицевой элемент; 2 - армолента Fig. 2. Model elements of the retaining wall: a - a separate front element: 1 - wall; 2 - vertical portion of the front element; 3 - horizontal portion of the front element; b - assembled model of the three front elements and eight reinforced tapes: 1 - front element; 2 - reinforced tape 2) устраивается опалубка, которая исключит перемещения подпорной стенки во время уплотнения грунта засыпки (рис. 3, б); 3) устанавливается модель сооружения (см. рис. 3, б); 4) выполняется засыпка слоев по 100 мм с последующим их уплотнением (рис. 3, в, г); 5) совместно с засыпкой укладываются армоленты и в местах их укладки просыпается тонкий слой цветного песка; 6) после выполнения обратной засыпки устанавливается штамп с начальной нагрузкой для включения в работу верхнего слоя армолент (рис. 3, д); 7) выполняется снятие опалубки и установка измерительных приборов (ИЧ-10) к лицевым элементам (см. рис. 3, д); 8) проводится равномерное нагружение модели и фиксация показаний приборов (рис. 3, е). Запланировано проведение шести серий испытаний, в которых первые три проводятся с использованием равномерно-распределенной нагрузки по всей длине армолент с помощью штампа с размерами 300´100 мм, в следующих трех сериях - сосредоточенной нагрузки с помощью штампа 50´100 мм. Горизонтальные деформации каждого лицевого элемента в процессе нагружения фиксируются индикаторами часового типа ИЧ-10 (рис. 4, а), которые позволяют регистрировать изменения с точностью до 0,01 мм. Степень уплотнения песка при возведении модели измеряется с помощью плотномера Ю.Н. Мурзенко (рис. 4, б). В процессе исследований применяется метод фотометрии. Результаты испытаний вносятся в табличную форму, где регистрируются: время проведения опыта; плотность основания и засыпки ρ; геометрические параметры модели Нн, алэ, hлэ, bлэ, la, ba, Sv, Sh; показатели перемещения лицевых элементов и другие наблюдения о ходе эксперимента. а б в г д е Рис. 3. Этапы выполнения экспериментальных исследований: а - подготовка основания, определение уплотнения песка; б - устройство опалубки и установка модели; в - засыпка слоев по 100 мм, их уплотнение и оценка качества уплотнения; г - завершение устройства засыпки; д - установка штампа с начальной нагрузкой, съем опалубки и установка индикаторов часового типа; е - проведение нагружения модели сооружения, регистрация показаний приборов Fig. 3. The steps of the experimental studies: a - preparation of substrate, determination of the compaction of the sand; b - the timbering device and installation of the model; c - filling layers for 100 mm and seal and assessment of the quality seal; d - is the completion of the filling device; e - installation of stamped with the initial load, removal of formwork and the installation of the gauges; f - carrying out loading model structures, check readings а б Рис. 4. Приборы, используемые при проведении исследований армогрунтового подпорного сооружения: а - индикатор часового типа ИЧ-10; б - разрез плотномера Ю.Н. Мурзенко Fig. 4. The instruments used in conducting research armagroservice retaining structure: a - a dial gauge ICH-10; b - section of the densitometer Yu.N. Murzenko На основании проводимых испытаний планируется получить картину наиболее достоверного поведения армогрунтового подпорного сооружения с учетом разных длин вертикальных и горизонтальных участков лицевых элементов при различных вариантах загружения в соответствии с патентом № 2604933 [10].

About the authors

K. S Kundupyan

Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

References

Statistics

Views

Abstract - 139

Refbacks

• There are currently no refbacks.