Construction and Geotechnics

Рассмотрен способ усиления свайных фундаментов контурным армированием. Армоэлементами служат твердые инъекционные тела, сформированные пакетным высоконапорным инъецированием. Для определения эффективности разных схем контурного армирования выполнены численные расчеты напряженно-деформированного состояния грунтового основания в программном комплексе MIDAS GTS NX 2019 (v1.1). Рассмотрено несколько схем усиления: прерывистое и сплошное контурное армирование вдоль двух противоположных сторон и вдоль всего периметра ростверка. Для каждого случая рассчитывались варианты с восемью, шестью, четырьмя и двумя уровнями армирования на глубину l , 0,75 l , 0,5 l и 0,25 l от подошвы ростверка, где l - длина сваи. Сделан вывод, что любая схема контурного армирования положительно влияет на напряженно-деформированное состояние основания, при этом удельная эффективность усиления снижается вместе с увеличением количества армоэлементов. Удельная эффективность оценивалась по коэффициенту приведенного расхода материала К ПРМ, равному отношению используемого объема твердых тел в кубических метрах к разности осадок фундамента после усиления и до него, выраженной в сантиметрах - т.е. требуемому объему армоэлементов в метрах кубических для снижения осадки фундамента на 1 см. Рекомендовано усиление свайных фундаментов выполнять поэтапно - увеличивая количество армоэлементов: от прерывистого контурного армирования к сплошному; от армирования вдоль двух противоположных сторон к армированию вдоль всего периметра ростверка. При этом необходимость проведения последующих работ должна определяться по результатам мониторинга за развитием деформаций в процессе и после завершения работ каждого этапа.

Легкий бетон сравнительно недавно заинтересовал исследователей в качестве альтернативного конструкционного материала при возведении зданий и сооружений. Благодаря своему малому собственному весу и несложным процессам изменения структуры он сильно заинтересовал заказчиков и оказался весьма востребованным в строительстве. Многокомпонентный состав такого бетона постоянно совершенствуется и приводит к получению высококачественных образцов. Особое внимание уделяется сопротивляемости легкого бетона к действию высоких температур и повышению пожарной безопасности. Перспективным направлением в области исследований является определение прочностных характеристик в случае изменения структурных компонентов при различных температурных режимах. Цель работы состояла в проведении эксперимента на образцах с применением стальных волокон и нанокремнезема. В рамках исследований выявлены физические процессы реакции легкого бетона и общие закономерности разрушения испытанных образцов. Показано позитивное влияние нанокремнезема на микроструктуру бетона, что позволило повысить прочность на сжатие и модуль упругости материала. По итогам исследований установлено, что только ограниченное содержание стальных волокон приводит к снижению уровня распространения трещин и улучшает характеристики бетона при растяжении. Изменение состава путем комплексного включения добавок при различных температурных режимах привело к улучшению механических свойств образцов. Легкий бетон получил дополнительный ресурс прочности, который может быть использован в строительных конструкциях при сильных тепловых воздействиях при возникновении пожара. Результаты исследований имеют прикладной характер и ориентированы на разработку комплексной методологии повышения прочностных характеристик легкого бетона как конструкционного материала зданий и сооружений в условиях высоких температур.

Особенности географического положения Российской Федерации предопределяют необходимость развития инфраструктуры на территориях страны, сложенных вечномерзлыми грунтами. При этом строительство зданий и сооружений в криолитозоне сопряжено с наличием дополнительных факторов риска, обусловленных развитием деформационных процессов в основаниях при условии изменения их температурного режима. Оттаивание вечномерзлых грунтов сопровождается разрушением природной структуры грунтовых оснований и приводит к резкому росту деформаций зданий и сооружений, возводимых в районах распространения вечномерзлых грунтов. Статья посвящена определению деформаций оттаивания и представляет собой обзор существующих методов расчета осадки оттаивания вечномерзлых грунтов. Рассмотрены основные принципы расчета оттаивающих оснований и выявлены факторы, оказывающие влияние на сложность прогнозирования деформаций оттаивания. На основании существующих математических зависимостей, выделены основные составляющие деформаций оттаивания. Выполнен анализ существующих аналитических и численных методик расчета деформаций оттаивания, выполнена оценка применимости существующих методов расчета. На основании существующих исследований выявлены основные принципы изменения напряженно-деформированного состояния грунта при оттаивании. Рассмотрены физико-механические процессы, происходящие в оттаивающих основаниях на микро- и макроуровне. Выполнен анализ влияния этих процессов на прочностные, деформационные и фильтрационные свойства грунтов при оттаивании. Выделены основные этапы развития деформаций оттаивания в грунтовом массиве. Рассмотрены предпосылки и описаны основные принципы решения задач оттаивания оснований численными методами. Выполнен анализ существующих моделей оттаивания многолетнемерзлых грунтов. Выделены основные принципы формирования расчетных моделей промерзания и оттаивания грунтовых оснований.