Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Основания и фундаменты сборник статей молодых специалистов. - Хабаровск [б. и.], 1974. - 82 с. ил. - Библиогр. в конце ст. - Тираж не указ. - Текст непосредственный. Описано по обл. без тит. л

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.10.2023

Размер:

3.28 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 97 8 9 > Следующая >>>

						62.
где	в (к н ) -	абсолютное	значение	отрицательной		темпе
		ратуры грунта в точке на глубине				А при
		глубине промерзания Н;
6	m/ ( i ) -	абсолютное	значение	отрицательной		темпе
		ратуры поверхности		грунта.
Здесь	не вводим	ограничения	c o n i t		для получения
решения в наиболее общем виде. Это			ограничение		обосновано	в
[ /6 ] неизучениоотью поведения грунта при				температурах ниже

10 * 12°С. Но для многих районов с глубоким сезонным промерза нием грунтов эта температура не на много превыиает их минимальную температуру по абсолютному значению.

Температура на поверхности грунта описывается гармоничес

кой функцией вида [	S ]%
Q (i)	*>СГ, + А зм ~ r t ,	( 5 )

где (Х< - среднйя за период Т температура поверхности;

Т« 8760 часов;

А- амплитуда колебания.

5 . Связь между интенсивностью касательных сил пучения на контакте со стенкой и перемещением мерзлого грунта относительно последней имеет вид:

где - T (ktf-	касательное напряжение в произвольной точ
	ке "торца" мерзлого		слоя на	глубине h при
	глубине	промерзания Н;
-	перемещение-точки на		глубине	h	торца
	мерзлого слоя относительно стенки;
z * z [ w ] -	скорость	этого перемещения;
f	текущее	значение Z	в пределах		интегриро
f

вания;

								63.
	Ту	-	устойчивое сопротивление смерзания, опре
			деляемое с	учетом (2 )		соотношением:
	Ty(h,H) *= a					£)'>	(5)
	где О и <f	-	постоянные	параметры.
	6 . Мерзлый слой представляет собой гипо-упруго-вязкуг
среду	максвелловского		типа с коэффициентом			Пуассона	}**сomt,
нодулем упругости
	E ( h ,H ) ~ E e [ f + s * 0 M ]						( 6)
	и коэффициентом вязкости
	Реологическое		уравнение такой		модели	мерзлого	грунта	прини
м ается	в виде:
	ё						( 8)
	В работах [		J получено,		что вязкость мерзлого			слоя

и даже его изгиб влияют на силовые факторы от морозного пучения грунтов только при малых глубинах промерзания, порядка 40-60 см.

Для гибких подпорных стен необходимо проверить влияние этих фак торов. Как показали натурные исследования таких стенок, они полу чают от действия мерзлого слоя значительные горизонтальные дефор

мации [ f ]■ При глубинах промерзания до 60 см на тонкие стенки

уже могут действовать расчетные нагрузки, так как при дальнейшем промерзании грунта деформации их уменьшаются (в случае малого пе

репада бьеф ов).

7 . Под действием сил пучения, ра-звивающихоя в основании мервлого слоя, и реактивных сил со стороны стенки мерзлый слой

испытывает изгиб как полубесконечная балка, высота которой К оо

временем	t	непрерывно и монотонно возрастает.
8 .	На	изгиб мерзлого слоя при фиксированном значении

					64.
Н Ы )	(то	есть	на малое	приращение изгиба за время d t		)
талый грунт реагирует как вийклеровскоё упругое основание с по
стоянным	коэффициентом постели				К :
		f a t )			(9 )
где		<£. - давление			под подошвой мерзлого слоя;
		^	- прогиб	балки ,
9 .		Стенка под воздействием сил морозного пучения грунта
работает как защемленная в грунт					балка. Жесткость стенки
£е %=*conit.		В вертикальном направлении стенка не перемещается.
10 .		На стенку действуют изгибающий момент и вертикальная
выдергивающая сила. Горизонтальными нагрузками от сил пучения на
данном этапе исследований пренебрегаем.
Здесь необходимо отметить, что горизонтальные силы мороз
ного пучения грунтов			изучены	недостаточно. На основе имеющихся

исследований по этому вопросу можно сделать следующие выводы.

Во-первых, горизонтальные напряжения в мерзлом слое формируются в

зоне	активного	пучения Сr.toj	и затем изменяются в зависи
мости	от хода	температуры. В зоне	охлаждения они увеличиваются.

В зоне переохлаждения возможно возникновение растягивающих напря

жений и при определенных условиях - нарушение контакта	со	стен
кой (трещ ина). Таким образом, горизонтальные напряжения	на	торце

мерзлого слоя могут быть двух знаков. Во-Егорых, напряжения, ко торые возникают в зоне активного пучения при достаточно большой мощности мерзлого слоя (при наличии зоны переохлаждения) являются внутренними силами системы "мерзлый слой - талый грунт - гибкая стен ка ", гак к ак , чтобы деформировать стейку, им необходимо пре одолеть силы омерзения. Но эти напряжения будут создавать напря женное состояние талого грунта у стенки, которое будет оказывать влияние на ее деформации. В -третьих, горизонтальные напряжений на контакте мерзлого слоя и стенки определяются и изгибающим моментом

В связи с изложенным на первом этапе исследований огра

ничимся рассмотрением воздействия только изгибающего момента от мерзлого слоя. Данное допущение более обосновано для стен, имею

щих меньшую высоту	и большую ж есткость. Применительно к	гидро
мелиоративному строительству, где малые (до 3 -х м) стены широко
распространены, такое допущение вполне приемлемо.
Учет горизонтальных сил пучения - предмет дальнейших ис
следований.
I I .	Талый грунт реагирует на изгиб стенки	как	тело, упру
гие свойства которого характеризуются коэффициентом постели			CJ()
линейно возрастающим по глубине X:

( Ю)

где /гг - коэффициент пропорциональности.

РЕШЕНИЕ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ.

Расчетная схема гибкой стенки показана на ри с.2 . Допущения относительно мерзлого слоя аналогичны допущениям в [ J. Поэто му дифференциальное уравнение изгиба мерзлого слоя не изменится.

( И )

( 12)

(13)

С вводом линейного интегрального оператора

(I*)

											66.
где	j	U	-	единичный оператор, уравнение							( I I ) при
нимает вид	[	М J	’
		у ( %t) * 4 c t U * ) y M -О -									(1 5 )
Начальные и граничные условия для изгиба балки мерзлого
грунта для	нашего		случая следующие:
			У (г, &		~	О,					(16)
			y 'fo .t)								(I 7 )
											( » )
							t j ,				( В )
											( 20)
где. .		R	- достаточно			большое		значение		Т;
	uY ^t)- угол поворота						верха	стенки .
Дифференциальное				уравнение			изогнутой		оси	стенки
		f 'Z	£	0	} -	Ч-*					<2»
Здесь		С£я	- интенсивность				бокового		давления		талого груя^
т а . Используя		допущение		I I ,	получаем:

^ ^ - C x u ^ ~ m X U -

Подставляя /2 2 / в / 2 1 / , получим:

d*uCx.i)		m	U fa i) Х ~ 0 .
д х 4	> £,7с
Произведем	замеву	переменной
Х = <*л X,
	5.
где	J jZ l -	'
	/£с7с

тогда дифференциальное уравнениеypai

d4u fct) + Ufci)-X=*0 .

дх л

( 22)

(23)

(24)

(25)

(26)

	гашение этого уравнения по координате	известно
№
где	Ufa i), b'frj), Nfa гll M{V, i) -	перемещение, угол по

ворота, момент и горизонтальная сила на уровне поверхности грунта

нижнего	бьефа.	Функции		влияния		Ft “ A t		определяются
следующими сходящимися рядами:
.	у		\/ *0ю	у	^~		7 ‘
А « / -	4 ?	/ о /							(28)
	-Г/	/ о /
	и		х д						(29)
Bt * Х - 2 4 i + 2 ?-9т7 - 2 ? YEZL‘+									(29)
I f	6!				и /	X"
I f		+J				X"	"		(30)
С =ir _ ~ J Ь		+J		-* '■ * * h r			"
А д А - - 4 й ' +			л.д-Х-Е		4 М 7 №				( 31)
-ЗУ			^	/л /		/ г /
	Воспользовавшись известными					дифференциальными зависимостями
при и зги бе, иа		I Е ?I		получим	выражения		для u'faY),
в любом	сечении	стенки		по глубине		X от поверхности			нижнего
бьефа.
и'Ш )	/ V W M		u'fatto,		Mfo.i) р		. Vfci)	,	> (32)
~7ГГ~	u(0' tJA *				ZXry' 4		+JTEZ А г		> (32)
							a £ 4Z

Л & й *LZFe %

m i l j3 с 7

= ufo i)A + 2 & & S + 4& A L r + ~ P ~ A ’
и(0'У А +	* д	4	^ в л	<-s х * £ Д А * ’
_ и ш \ * + а .Ш А + д а й . с + л й й а
~	ri,	A	<xffa ув L< Д £ с 7СА а *
	°<*		'"'А‘	А

(33)

(34)

Функции влияния	А2 , Aj , А+		получаются путем		после
довательного дифференцирования		выражения	А/ .	Аналогично по
лучаются	из B>f	и т .д .
Изгибающий момент и поперечная сила на нижнем конце стеннж
будут равны нулю; Q	^ М( Хс} t) = 0.		Здесь	Хс	-длина
шпунтовых свай .

68.

Коли

на

стенку действует

M fat)

то из

/ 3 3 /

и /3 V

получиы систему двух

уравнений

для

определения

U fa t)

и i/'fa

*):

А ш ч Ф ^ и М -

т Ф % № ] , (В)

jc , п A’ tJ + ^ - ш ] ,

где

функции влияния должны быть

определены для

Я —

Я •

Решая эту

систему

получим

u(oi) =, (А*Сз ~ A

f Aj Ai

~j4sA ilA'tkjtf •

(зб )

«a £ 7 c (4,3<-A<bJ

(3a Qa . ~B* С*)M to,i) +

(Sj/jj ~&aA *)

/ 37)

С учетом допущения 10 получим

'r o /j-

*Sc

г •

(38)

$ j J

Уравнением (38) определяется граничное условие (17) для

изгиба

балки из твердого мерзлого грунта.

Полная касательная сила пучения, действующая на контакта

мерзлого слоя и стенки с учетом

допущений

3 ,5

P(t)~jt(hH)Mi ~fl+ £рЦ н~ /о + £ Я 'ф ] +

0 9 )

г Л

S j- j e ^

Z ~ZM^Ji ;

s e .- = //? • e

r ^2

Zfa^

( ^ )

* m/ *

f z

Продиф1(оронци)^-ол

( 39)

f-/т{А.%UA«•J ’ifa'h'h/A+ /?Т ({/)<=■

, О

6У.

Здесь учтено, что

(42)

Подставляя /4 2 / в /4 1 / и сгруппировав члены,получим

р - z ’js s , * г ф * w s , - f z - j s s J +

(43)

*# Л м ё ( * - & * М

Очевидно геометрическое соотношение

	i / M + Z f t )			-
где	c f ( t)	-	высота	пучения	на	расстоянии		R
			от стенки,		где	не	сказы вается		ее
			влияние.
Таким	образом,	выражения		/1 5 / ,	/1 6 /,		/ 1 7 / , / 1 8	/ , /1	9 /,
/2 0 / , /3 8 / ,	/4 3 / и /4 4 /		составляют систему			уравнения		для	опреде

ления нагрузок на-стенку от сил пучения, усилий в ней, и ее де формаций.

АЛГиРлТЛ ЧИСЛЕННОГО РШНИЯ.

Общее решение уравнения /1 5 / известно ^ 1 3 ,1 8 /

y V t	^	yfcJUjl, t)+ y'ftJU /'i,		(*,i ) ^ f"(i)Us	t)}^ (45)
	где		U.ftji)- балочные	функции.
	Граничное условие /2 0 / с			учетом остальных граничных усло
вий	дает	/1 8 /

Функции

и У-* должны быть порознь равны нулю:

&(rIY

С учетом /1 7 /	и /3 8 / получаем
у(2 i ) c^lzlp'tj__ Lit^Qs. ~.t)±P<.		-J ЙШ),
К
[ isiliiL---- 6t±£iSAi£sl__________ 1A)		/)_

Ход решения задачи следующий :

70. ( 48 )

( 49 )

( 50 )

							)- 0 ;				Pi t„)
в	/4 9 /	о	помощью /4 3 /		выражается		через	Z M	,	±(to)
с	/4 4 /	-	через	У(to) ;		из /4 9 /	и /5 0 /	находится		^	)
и М(с, 4			) , а	затем	из	/4 5 / -	£ ? ( * , & ) ; далее			вычисляются
	^ /Ч 4	*	= £{i,te)-&t				и прочие функции			в	момент вре
мени		te + лt		;	этим заканчивается			первый шаг;			последующие
шаги аналогичны первому.
	В настоящее			время	составляется программа				расчета		н а .ЭВМ

гибкой стенки на силы морозного пучения грунта по разработанно му алгоритму. Правомерность принятых допущений будет проверена сравнением результатов расчетов на ЭВМ с результатами натурных исследований.!

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

X.А .Т.Б е к к е р . Экспериментальные исследования работы гип-

кой подпорной стенки		в промерзающих		путинистых грунтах.		Статья
в настоящем сборнике.
2, М.Н.Г о л ь д ш т е й н ,			Е.А.Ш е ф.	О деформациях подпорных
стен	в районах глубокого		промерзания. Сб. "Исследование			работы
грунтов в железнодорожных сооружениях".НИИПС НКПС,1940.
3 , М.Г.	Д а в и д с о н ,	Б. И. Д а л м а т о в .			Деформации	зданий
ж меря жх предупреждения.			М., ]958.
4, Б.И.	Д а л м а т о в .	Воздействие касательных			сил пучения		грунтов-
Труда	П .совещания-семинара по обмену опытом строительства						в

71.

суровых климатических условиях.Том У, выл Л . Красноярск,

1970.


5.	Э.В.К о с т			е	р и н.Основания и фундаменты. М. ,1960.
6.	А.М.К р ю к			о	в .Исследование вопросов долговечности же
	лезобетонных			и	каменных мостов				и набережных.		Автореферат
	диссертации			на	соискание ученой				степени	доктора техни
	ческих наук. ЛИСИ, Л. 1970.
7 .	В.К.	Л е с к о в .				Зависимость			напряжений от		колебания
	температуры			в	насыпи и		её основании на			автомобильной дороге
	в районе многолетней мерзлоты.								Автореферат диссертации
	на соискание ученой степени кандидата технических наук.
	ХВД, Хабаровск, 1971.
8 .	А.В.М е д в			е	д е	в , В.Г.М е		л	а м е д .	Исследование з а
	висимости криогенного отроения и динамики пучения при про
	мерзании влажных тонкодисперсных грунтов о т характера тем
	пературных условий на поверхности с помощью ЭВМ."Мерзлот
	ные исследования". Выя. ХП. йзд. МГУ.М.,1972 .
9 .	В.И.М е д в е д о в с к и й ,							В.Е. А б р а м о в ,
	А .Т.Б е к к			е	р ,	Ю.И.	Н и .	К математическому			моделирова
	нию сетевых			гидросооружений.				В кн. " Вопросы гидротехни
	ки	и мелиорации				на Дальнем		В остоке".Труда ДадьНИИГиМв,
	вып. 3 . М., 1973.
Ю .Н .А .П е р			е т р у х и н . Сила морозного выпучивания фун
	даментов.		ЦНИИС,			вып.	6 2 .М.,	1967.
П .В .М .П у с			к о в . Деформации зданий и сооружений в районах
	Западной Сибири с глубоким сезонным промерзанием грунтов.
	Труды НИИ1Т. Вып.Х "Вопросы инженерной геологии* основа
	ний и Фундаментов", Новосибирск, 1965.
1 2 .В.И.П у с			к	о	в . Расчет нормальных сил					морозного сучею и
	на вертикальные грани заглубленных в ЕремерзеюеМ грунт
	конструкций.Труда НИШ ',выл.							XI / 6 3 / . Новосибирск, 1 9 *

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 97 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ