3.Расчетная схема. Эффективность и минимальная величина пригрузки.

Суть метода временной пригрузки (рис. 1) состоит в приложении нагрузки P_пр, большей на ΔP, чем P_pacr, в результате чего расчетные осадки S_pacr с заданной степенью консолидации U завершаются за время t_пр значительно меньшее, чем время t_u при обычной консолидации (без ускорения осадки). Об эффективности временной пригрузки можно судить по времени ускорения осадок t_уск

t_уск=t_u-t_пр, (1)

Рис. 1. Расчетная схема к применению метода временной пригрузки

прилагаться постепенно (отдельными ступенями по специальному режиму). Однако принятое допущение не окажет существенного влияния на конечный результат, поскольку определяются не абсолютные значения t, а их разность. С учетом этого

   (2)

где Т_пр - консолидационный параметр, соответствующий относительной осадке λ_пр (для пригрузки);

Т_pac - консолидационный параметр, соответствующий расчетной осадке λ_pacr (для расчетной нагрузки);

С - коэффициент переуплотнения

U - степень консолидации.

Параметры Т_pacr и Т_пр (в сутках) определяют по следующим формулам:

 (3)

где λ_сж.pacr, λ_сж.пр - относительные деформации сжатия слабого основания от нагрузки Р_pacr и P_пр (в МПа), вызывающе соответственно осадки S_сж.pacr и S_сж.пр (в см)

С учетом этого получим

   (4)

Из выражения (3) определим отношение

   (5)

Где d=Δp/P_pacr - коэффициент перегрузки основания;

Δp - величина временной пригрузки.

Тогда

   (6)

Анализ формулы для определения t_уск показывает, что эффективность временной пригрузки зависит от сжимаемости торфяного основания (λ_сж.pacr и C=Δλ/λ_сж.pacr), величины нагрузки (P_pacr и d = Δp/P_pacr) и требуемой степени консолидации U. При этом увеличение S_сж.pacr и U всегда ведет к увеличению t_уск, т.е. чем больше осадка и выше требования в отношении стабильности земляного полотна, тем эффективнее применение временной пригрузки. Увеличение коэффициентов с и d ведет к росту t_уск, а следовательно, и к повышению эффективности пригрузки. Но коэффициенты С и d зависят от S_сж.pacr, P_pacr, что указывает на сложный характер влияния величины расчетной осадки и расчетной нагрузки на эффективность временной пригрузки.

Из приведенных соотношений следует, что должно существовать минимальное значение коэффициента перегрузки, при котором временная пригрузка будет неэффективна в отношении ускорения осадок. Минимальные значения коэффициента перегрузки можно найти из уравнения (6) при ускорении t_уск = 0

  (7)

Используя для определения параметра С компрессионную зависимость Л.С. Амаряна , получим (для торфяных грунтов):

 (8)

где l₀ - коэффициент начальной пористости торфа;

P_pacr - расчетная нагрузка, МПа.

Для зависимости (8) построен график (рис. 2), который позволяет определить минимальное значение коэффициента перегрузки в зависимости от требуемой степени консолидации основания и комплексного показателя (1 + l₀)P_pacr

В частности, при изменении коэффициента пористости торфа l₀ в пределах 8-14 (интервал изменения l₀ для болот 1строительного типа) минимальные значения коэффициента перегрузки d_min можно определить по табл. 1 в зависимости от требуемой степени консолидации U и расчетной нагрузки P_pacr.

Таким образом, приведенные данные показывают, что основными факторами, определяющими выбор величин временной пригрузки, являются сжимаемость слабого грунта, величина уплотняющей нагрузки и требуемая степень консолидации основания. Исходя из этого, при строительстве дорог на болотах с усовершенствованными покрытиями (U = 0,90-0,95; l_о = 8-14; P_pacr = 0,03-0,06 МПа) коэффициент перегрузки принимается не менее 0,15-0,20.

Рис. 2. График для определения минимального коэффициента перегрузки

Таблица 1

Расчетная нагрузка, Ppacr, МПа	Требуемая степень консолидации, U
	0,80	0,90	0,95
	Минимальные значения коэффициента перегрузки, dmin
<0,03	0,20	0,15	0,10
0,03-0,10	0,30	0,20	0,15
0,10-0,15	0,40	0,25	0,20