WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

После проведения операции аэрирования слоя грунтов основания динамическое воздействие в намеченных местах основания 6 будет вызывать образование стоячих волн. От эпицентра воздействия волны будут доходить до экрана 3, отражаться от него и снова возвращаться к центру зоны уплотнения, усиливая эффект разрушения структуры грунта.

Таким образом, может быть достигнуто как увеличение размеров зоны действия уплотняющего устройства, так и повышение степени плотности грунта основания в этой зоне.

а) б) б) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 qз, МПа Воздух A-A А А Рис. 4. Пояснительные схемы к изоляции грунтового массива путем Рис. 3. Результаты статического зондирования грунта песчаного основания аэрирования грунта:

при одновременном (а) и последовательном (б) взрывании:

а - план площади подготавливаемого основания; б - схема осуществления процесса 1 – до взрыва; 2 – после взрыва всех зарядов (qз - сопротивление внедрению острия зонда;

аэрирования грунта Н – глубина внедрения зонда в грунты основания) 12 Для оценки предлагаемого решения рассмотрена задача о раснезначительным содержанием воздуха может быть принят равным 2500 - пространении упругих волн в полубесконечном грунтовом стержне, 3000 МПа (с учетом жесткости частиц песка).

содержащем низкомодульную упругую вставку. Полубесконечную часть Данные предварительных опытов показали возможность введения стержня, расположенную за низкомодульной вставкой, заменим воздуха в водонасыщенные песчаные грунты основания до его объемного эквивалентным демпфером.

содержания 4 - 5%.

Решение задачи было осуществлено известным методом операТаким образом, модуль объемной сжимаемости водонасыщенного ционного исчисления.

песка после его аэрирования снижается в 40 - 60 раз.

Однако авторы предшествующих работ ограничивались примеДля случая однократного отражения первой прямой волны от нением метода операционного исчисления в решении задач о расграниц участков 1-2 и 2-3 выражения (1) и (2) упрощаются до пространении волн деформаций в системе, состоящих не более, чем из u1 (x1,t) = (-1+ 1,2 )u0 (x1,t) -1,8 u0 (x1,t), (1*) двух участков с различной динамической жесткостью.

Полученные выражения для вычисления смещений в сечениях u2 (x2= l2,t) -0,4u0 (x1,t).

= (-1+ 1,2)(1- 2,3)u0(x1,t) (2*) первого и1 и второго и2 участков стержня, учитывающие отражение всех многочисленных волн деформаций от границ сопряженных участков а) имеют вид n m n!(-1)n nu1(х1,t) =0c1 2,1,2m+km 2,3 f { (n - m)!(m - k)!k! n=0 m=0 k = x t + + 21(k - n -1) - 22(1+ m) +1,2 f + x1 + 21(k - n -1) - 22m t cc б) xx-1,22,3 f - + 21(k - n) - 22 (1+ m) - f - + 21(k - n) - 22 } (1) t c1 t c n m 2 n!(-1)n n- m u2 (x2,t) = 0c1 1,2m-k 2,3 2,3 f { 1,2 +1(n - m)!(m - k)!k! n=0 m=0 k = x (2) t + + 21(k - n - 0,5) - 22(1+ m) - f - x2 + 21(k - n - 0,5) - 22m) } t cc где о = Ро - относительная деформация свободного торца стержня.

Е1FРис. 5. Распространение волн деформацией в составном полубесконечном стержне:

Для предоставления полной картины деформаций стержня во а - расчетная схема; б - графическое изображение характера распространения упругих времени была составлена программа расчета на ЭВМ.

волн: 1 и 2, c1 и c2, l1 и l2 - соответственно время, скорость распространения Решение задачи по полученным формулам деформаций стержня 1,2 -продольных волн деформаций и длина участка 1 и 2,, 1, 2 = может быть представлено так же графически, так как это показано на рис. 5.

1,2 +Для проведения численных расчетов необходимо задать значения где E22 - соотношение акустических жесткостей стержней 1 и 2, 1,2 = -2,3.

1,2 = динамических характеристик аэрированного грунта основания, в частEности модуля его упругости.

В результате расчетов по полученной формуле установлено, что На основании этого полученные численные значения деформаций Егр аэрированного водонасыщенного песка при относительном содерстержня позволяли ожидать при экспериментальных исследованиях, жании воздуха = 0,01 - 0,05 находится в пределах 55 - 65 МПа, а с 14 увеличение амплитуд колебаний грунта в зоне уплотнения основания в где А – размах смещений грунта основания, W, f - ускорение и частота 1,5 - 2 раза и их снижение за границей зоны аэрирования в 2,5 - 3 раза. колебаний грунта основания, показали, что размах смещений соответстЭкспериментальные исследования проводились на лабораторном венно увеличился с 37,4 мкм до 59,6 мкм, иначе в 1,6 раза.

стенде, который включал в себя металлический удлиненный бак. За пределами места аэрирования грунта основания (см. рис.6,б) Трамбующий груз представлял из себя стальной диск. Грунт наоборот произошло снижение ускорений колебаний до 700,3 мм/с2.

основания отсыпался в воду, налитую в бак. Размах смещений соответственно уменьшился с 54,4 мкм до 20,6 мкм, Для измерения колебаний грунта основания применялись серти- т.е. в 2,6 раза.

фицированные датчики ускорения марки ДУ-5, входящие в комплект Во всех опытах получено совпадение результатов лабораторных виброизмерительной аппаратуры ВИ6-5М. По согласованию с опытов с данными расчетно-теоретических исследований.

ВНИИГСом была использована аппаратура из лаборатории вибрации Проведенные опыты позволяют признать перспективным способ (зав. лабораторией Цейтлин М.Г., измеритель Изофов В.О). повышения эффективности уплотнения несвязных водонасыщенных грунтов оснований с использованием аэрации.

В четвертой главе изложены исследования по уплотнению а) W = 1158 мм/с2, f = 22,2 Гц, A = 60 мкм грунтов оснований виброустановкой модернизированной конструкции.

При поиске метода уплотнения песчаного грунта основания в теле дамбы на строительстве КЗС сразу на всю глубину уложенного слоя основания 9 м (5 м водонасыщенного грунта в подводной зоне перекрытого четырех метровым слоем грунта естественной влажности) в качестве основополагающей использовалась установка конструкции ВНИИГС.

Данная виброустановка включала вибропогружатель ВШ-1 и уплотнитель, к которому по всей длине уплотнения были приварены б) W = 700 мм/с2, f = 29,4 Гц, A = 21 мкм горизонтальные ребра. Вода к патрубку подавалась насосом с возможностью регулирования параметров производительности и напора с помощью заслонки. В качестве базовой машины использовался кран.

На основании результатов опытных работ был принят шаг (расстояние) между центром погружения уплотнителя в грунты основания 3 м, обеспечивающий заданную плотность грунта.

Однако при дальнейшем уплотнении грунтов основания выявилась невысокая надежность этой виброустановки из-за частого выхода из строя вибропогружателя. Поэтому конструкция уплотнителя была изменена.

Рис. 6. Осциллограммы ускорений колебаний, зафиксированные датчиками после аэрирования Видоизменение конструкции уплотнителя заключалось в срезке верхних горизонтальных ребер и сохранения их только на участке в 3,5 - 4,5 м в нижней части штанги, так как это показано на рис. 7.

Датчики погружались в верхний слой грунта основания на разИспытания модернизированного уплотнителя с вибропогружателичных расстояниях от центра удара трамбовки, производящихся в лем В-401 производились при том же шаге погружения. Испытания одном из торцов бака.

показали, что модернизированный уплотнитель легче погружается в Всего было проведено 6 опытов с записью более 200 осциллограмм.

грунт основания и извлекается из него.

Характерные осциллографические записи ускорений колебаний поПо данным статического зондирования глубина уплотнения верхности грунта основания датчиками по обеим сторонам от сечения, в кооснования составила 9 м. При этом достигалась более равномерное уптором производилось аэрирование грунта основания, представлены на рис. 6.

лотнение грунта как в центральной зоне основания, так и в радиусе 1,5 м.

Из рис. 6,а видно, что максимальные ускорения колебания Кроме того, грунт не разрыхлялся в центральной зоне вокруг уплотнителя увеличиваются в зоне уплотнения основания до 1158,2 мм/с2 при за счет размыва поверхностного слоя песка основания напором воды.

аэрировании грунта. Произведенные расчеты по формуле А =W/ (2f)2, 16 Таким образом, проведенные опытно-производственные испытания показали, что предложенное новое техническое решение позволяет при заданных параметрах вибропогружающих механизмов увеличить глубину и улучшить равномерность уплотнения грунта.

Рис. 8. Сравнительные данные статического зондирования основания:

1 – до уплотнения основания, 2,3 – после уплотнения основания конструкцией ВНИИГС (2) и модернизированной конструкцией (3) Пятая глава посвящена контролю качества уплотнения водоРис. 7. Конструктивная схема виброуплотнителя насыщенных песков оснований.

Если в грунтах естественной влажности такая задача решается путем отбора образцов грунта в каждом укладываемом слое песчаного Вышеуказанное наиболее наглядно подтвердим сравнением даноснования, то в водонасыщенных - вообще невозможно.

ных статического зондирования по оси погружения уплотнителя.

В настоящее время для оценки свойств грунтов водонасыщенных Как видно из рис. 8 до уплотнения сопротивление внедрению песков оснований применяются различные косвенные методы, в частострия зонда в надводной зоне основания составляло от 3,5 до 8 МПа.

ности различные методы зондирования оснований: статическое и ударПосле уплотнения установкой конструкции ВНИИГС разброс данных по ное, вибрационное и взрывное. Однако существующие нормативные qз в целом и надводной зоне составлял от 1,5 до 25,5 МПа; причем документы не разграничивают их применение для определения плотповышение плотности в низлежащем слое по показателю qз не ности грунта после уплотнения песчаного основания и грунтов естестпревышало 6,5 МПа, а на глубину до 2 м от поверхности произошло венных песчаных оснований, когда структурная их прочность может снижение этого показателя до 1,5 МПа.

существенно влиять на данные зондирования.

По данным статического зондирования (см. рис. 8) после уплотнения С учетом вышеизложенного, в зоне строительства КЗС по модернизированной установкой песчаного тела дамбы в объеме 300 тыс. мпредложению автора диссертации были проведены сравнительные исслесопротивление внедрению острия зонда qз повысилось в целом по всей дования по оценке свойств и плотности подводной укладки песчаных глубине обрабатываемого слоя основания до 9 - 14 МПа.

грунтов оснований с использованием различных методов зондирования.

Анализ проведенных исследований позволил аналитическим путем Исследования по статическому зондированию и виброзондироопределить, что размещение h радиальных элементов уплотнителя в ванию велись с привлечением Санкт-Петербургского треста инженернонижней его штанге должно назначаться в пределах (1,5 - 2) м h 0,5 Н, строительных изысканий, а ударному зондированию – 19-й экспедиции где Н – глубина уплотнения основания, при этом коэффициент фильСанкт-Петербургского отделения института «Гидропроект» им. С.Я.Жука.

трации Кф в пределах высоты h должен составлять (0,8 – 1,2) 10-1 см/см, а Работы по взрывному зондированию (уплотнению) осуществлялись показатель плотности JД или qз (0,1 – 0,2) и (2 – 5) МПа.

Военной частью Ломоносовского района Ленинградской области.

18 По лабораторным определениям (образцов проб из буровых 4 8 12 16 Pg, МПа скважин) плотность сухого грунта в рыхлом сложении составляла рdрыхл.=1,46 - 1,52 г/см3, а в плотном - рd плотн. = 1,78 - 1,83 г/см3.

Для выполнения исследований были выбраны три площадки С до М песчаного основания по длине дамбы.

В целом при статическом зондировании были получены дос- 3,таточно близкие результаты при использовании установок СП-59 и более современной «ПИКА-10», конструкции НИИОСПа (рис. 9).

С tg QIV Согласно СНиП 1.02.07.87 (Инженерные изыскания для строи6,тельства) для песков мелких и средней крупности независимо от С до М 7,3 влажности значение qз находится в диапазоне от 4 до 15 МПа для их К до Г 8,уплотнения до средней плотности.

Принимая здесь и далее зависимость между (qз или рД) и показателем плотности укладки песков JД линейной, имеем, например, Н, м при сопротивлении внедрению острия зонда 10 МПа достигнутое JД = 0,51. В результате динамического зондирования (см. рис. 10) зафикРис. 10. Данные бурения в грунтах основания и динамического зондирования сировано снижение сопротивлению внедрению зонда рД до 4 - 7 МПа основания: 1 - ударное, 2 – виброзондирование.

при ударном и до 1 - 3 МПа при виброзондировании по сравнению с Условные обозначения: с – песок средний; м, к и г – соответственно песок мелкий, крупный данными статического зондирования.

и гравелистый 4 8 12 16 20 24 28 q3, МПа Представляется, что в СНиП 1.02.07-87 верхняя граница по рД для указанных песков средней плотности значительно завышена до 12,5 МПа.

По данным средних осадок в четвертой очереди при одновременном взрывании, равных 4,2 см, и мощности слоя уплотняемых песков fq(рис. 3а), найдем, что относительная осадка составляет 0,8%, что J характеризует их как грунты основания средней плотности с устойчивой структурой.

Для сравнения данных зондирования основания с непосредственным отбором образцов в грунтах основания, использовались таковые, полученные из намытой песчаной подушки с аналогичным гранулоН, м 20 40 60 80 100 120 140 f=кПа метрическим составом. По данным образцов среднее значение плотности 20 22 24 26 28 30 J, ИМП/С сухого грунта рД составляло 1,55 г/см3.

Рис. 9. Графики статического зондирования основания установкой «ПИКА-10». При общей осадке поверхности основания, равной 21,1 см на Условные обозначения: qз – сопротивление внедрению острия зонда в грунты основания;

захватке одновременного взрывания, это соответствует относительной f – сопротивление трению на муфте зонда по глубине грунтов основания;

плотности грунтов основания JД равной 0,42.

J – данные измерения естественного гамма-излучения грунтов основания Для qз = 6 МПа данных статического зондирования основания на этой захватке (см. рис. 3а) относительная плотность основания составляет 0,39.

При этом для ударного зондирования представляется наиболее Сопоставление результатов говорит о том, что наблюдается тенприемлемыми использование нормативных указаний СН 448-денция к некоторому повышению JД при отборе образцов грунта в грун(Указания по зондированию грунтов). Для полученного при удартах основания, это свидетельствует о нелинейности в зависимости между ном зондировании (см. рис. 10), равном 4 МПа, показатель плотности qз и JД.

JД = 0,48, что согласуется с данными статического зондирования.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»