Влияние различных факторов на устойчивость и надежность лессовых грунтов, уплотненных трамбовками повышенного веса

Белоусов, Сергей Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Влияние различных факторов на устойчивость и надежность лессовых грунтов, уплотненных трамбовками повышенного веса
ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Влияние различных факторов на устойчивость и надежность лессовых грунтов, уплотненных трамбовками повышенного веса"

БЕЛОУСОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ, УПЛОТНЕННЫХ ТРАМБОВКАМИ ПОВЫШЕННОГО ВЕСА

Специальность 25.00.08 Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул-2005

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова

доктор геолого-минералогических наук, член корреспондент Российской Академии архитектуры и строительных наук, профессор Швецов Геннадий Иванович

доктор технических наук, профессор Коновалов Павел Александрович

кандидат геолого-минералогических наук Осьмушкин Владимир Степанович

ЗАО «ЗапСибНИИпроект»

Защита состоится 28 июня 2005 г. в 900 ч. на заседании диссертационного совета КР 212.004.22 Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Автореферат разослан 26 мая 2005 г.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь диссертационного совета

Вяткина Е.И.

г<ю5-ч

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Строительство на лессовых просадочных грунтах, расположенных на территории РФ и в частности Алтайского края, связано с большими трудозатратами. При проектировании оснований, сложенных лессовыми просадочными грунтами, необходимо применять мероприятия, исключающие или уменьшающие просадки до допустимых значений. Эта задача может быть решена только при полной консолидации всей сжимаемой толщи грунта, иногда достигающей нескольких десятков метров. В этом случае требуется применение глубоких и сложных фундаментных конструкций,"либо устройство дорогостоящих свайных фундаментов, прорезающих всю просадЬчгную толщу и опирающихся на непросадочные грунты. Длина свай в некоторых случаях достигает 12-15 и более метров.

Прочность, устойчивость и долговечность зданий и сооружений, возводимых на таких грунтах, во многом зависят от полного исключения возможности замачивания основания в процессе эксплуатации. Аварии водопроводящих инженерных коммуникаций и подтопление территории вызывают резкое снижение прочностных и деформационных характеристик основания. В данных обстоятельствах лессовый грунт переходит в разряд слабых грунтов и возникает неравномерная просадка, что приводит к разрушению надземных сооружений и коммуникаций.

При проектировании целесообразнее идти по пути устранения просадочных свойств и повышения прочности грунтового основания закреплением или динамическим уплотнением. Одним из простейших и экономичных методов уплотнения является поверхнрстное уплотнение грунтов трамбовками различного веса. От степени устойчивости земляного сооружения и прочности грунтов основания зависит долговечность возведенных зданий и сооружений,. что в дальнейшем повлияет на расход средств на их эксплуатацию и ремонт.

Анализ литературных источников показывает, что до настоящего времени не до конца изучены процессы, происходящие в грунте при уплотнении тяжелыми трамбовками, а также влияние различных факторов' на устойчивость и надежность уплотненных лессовых грунтов.

Целью работы "Является исследование влияния различных

факторов на создание прочного грунтового основания уплотнением

,к

<•/,; И » .'¡Г Н

1,1... ' 1'" ! 1 > *

2 с» 5 '

трамбовками повышенного веса, а также на его устойчивость и надежность в процессе эксплуатации.

В работе решались следующие задачи:

1. Исследование напряженно-деформированногЬ состояния грунтового основания в процессе уплотнения его трамбовками.

2. Проведение исследований изменения физических, прочностных и деформационных характеристик лессовых грунтов различной влажности в результате уплотнения трамбовками различной массы, диаметра и при разнообразной энергии удара.

3. Анализ влияния микроструктуры грунта на изменение физико-механических характеристик. i

4. Изучение влияния замачивания уплотненного грунтового основания на изменение физико-механических свойств грунта.

5. Исследование влияния фактора времени на устойчивость и надежность уплотненного грунта.

Методы исследований.

Основные положения и выводы диссертационной работы основаны на теоретических, экспериментальных и лабораторных исследованиях проведенных в течение нескольких лет.

ДеформацйОнйые, прочностные и другие физико-механические характеристики лессовых уплотненных грунтов определялись на основе лабороторных испытаний по стандартным методикам.

Микроструктурные характеристики грунта в естественном состоянии и после уплотнения трамбовками различного веса и диаметра изучались с помощью комплекса растровой электронной микроскопии (РЭМ-микроЭВМ).

Для проведения полевых исследований по влиянию внешних факторов на качество и контуры уплотненных лессовых грунтов использовалась специальная, не имеющая аналогов, малогабаритная экспериментальная установка МЭУ - 720.

Напряженно-деформированное состояние уплотненного грунтового основания исследовалось при помощи тензометрических датчиков давления (мессдоз) и специально разработанных глубинных марок.

Исходные данные и личный вклад автора.

В основу работы положены материалы исследований, выполненных автором в период с 2000 по 2004гг. Диссертационная работа выполнялась в составе временного научного коллектива кафедры "Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия" Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова по

программе "Совершенствование методов устройства и расчета оснований и фундаментов на лессовых просадочных грунтах юга Западной Сибири" (тема № 3.3.1) и в рамках Межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования Российской Федерации и Федеральной службы специального строительства Российской Федерации на 2001-2005 годы по направлению «Научно-инновационное сотрудничество». В 2002 году по теме: «Исследование изменения прочностных и деформационных свойств лессовых грунтов в различных природно-климатических условиях в процессе и результате их уплотнения при трамбовании» (шифр проекта - 02.04-05?) и в 2004 году по теме: «Исследование влияния динамических воздействий на существующие здания и на изменение прочностных и деформационных свойств лессовых грунтов в различных инженерно-геологических условиях в процессе и результате их уплотнения при трамбовании» (шифр проекта - 01.03-03).

Научная новизна.

Экспериментальные исследования позволили впервые в регионе дать комплексную оценку поведения лессовых просадочных грунтов при уплотнении их трамбовками различной массы, диаметра и сбрасываемых с различной высоты.

Выявлено, что наибольший эффект при трамбовании достигается при постепенном повышении контактных давлений от трамбовки на грунт. В первом цикле необходимо трамбовать грунт трамбовкой с наибольшим диаметром. Затем, при наступлении отказа, диаметр трамбовки уменьшается и уплотнение продолжается. При такой методике достигается максимальная глубина уплотненной зоны.

Результаты исследований показали, что трамбование возможно и в зимних условиях при отрицательной температуре. Необходимо только увеличить количество затрачиваемой работы в целом и повысить динамические напряжения в грунте под воздействием удара. В результате замерзания поровой воды значительно повышаются силы сцепления в грунте, поэтому при уплотнений зимой грунт должен бьггь малой степени водонасьнцения.

Проведенные полевые испытания позволили проанализировать напряженно-деформированное состояние уплотненного грунта

Уплотнение лессового грунта трамбовками с постепенным повышением контактных давлений приводит к коренному изменению его микроструктуры. Формируется новая матричная структура, отличающаяся от природной минимальной и относительно однородной пористостью, более плотной упаковкой элементарных частиц.

Формирование новой микроструктуры сопровождается повышением прочностных и деформационных характеристик лессового уплотненного грунта.

Реализация и практическая ценность работы.

На основании теоретических, натурных и лабораторных исследований отработана методика уплотнения лессовых просадочных грунтов Западной Сибири трамбовками различной массы.

Применение малогабаритной установки для пробного уплотнения фунтов на стадии проектирования позволит значительно снизить трудозатраты.

На защиту выносятся:

1. Динамика изменения физических, прочностных и деформационных характеристик лессового просадочного грунта в процессе его уплотнения трамбовками различной массы, диаметра и при разной высоте сбрасывания.

2. Результаты полевых исследований напряженно-деформированного состояния грунта под уплотняемой площадью и за ее пределами во время и после трамбования.

3. Характер изменения микроструктуры лессового просадочного грунта в результате уплотнения различными трамбовками.

4. Результаты исследований влияния фактора времени на устойчивость и надежность уплотненного грунта.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия" Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова (2000-2004), на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений» (г. Пенза, 2004), на научно-практической отчетной конференции-выставке по результатам реализации в 2004 г. Межотраслевой программы научно-инновационного сотрудничества Министерства образования и науки РФ и Федерального Агенства Специального строительства РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» (г. Москва, 2004).

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано 2 работы.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы. Общий объем работы составляет 167 страниц, в том числе 65 рисунков, 15 таблиц и список литературы из 123 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности и практической ценности работы, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе приводится аналитический обзор существующих методов уплотнения лессовых просадочных грунтов различными способами. Дается оценка факторов, влияющих на качество и размеры уплотненной" зоны. Анализируется изменение прочностных и деформационных характеристик при уплотнении и их экономическая целесообразность.

Вопросам исследования уплотнения лессовых просадочных грунтов различными методами посвящены работы М.Ю. Абелейа, Ю.М. Абелева, И.В. Ананьева, Ю.А. Багдасарова, К).В. Власова,

H.В. Воляника, В.Г. Галицкого, В.И. Крутова, О.П. Минаева, И.Г. Рабиновича, Б.М. Черепанова, Г.И. Швецова, O.K. Югая и других ученых. Из всех существующих методов уплотнения просадочных грунтов самым распространенным является поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками. Впервые этот метод устранения просадочных CBoflctB' грунта был предложен НИИ оснований еще в 50-е годы. В дальнейшем в отечественной практике, благодаря исследованиям Ю.М.Абелева, Л.М.Бобылева, В.Г.Галицкого, В.И.Крутова, В.Б.Швеца и других, тяжелые трамбовки массой 5-7 т, диаметром основания

I,4-2,2 м и при высоте их сбрасывания 5-8 м, использовались главным образом для уплотнения малосвязных и связных маловлажных грунтов.

Процесс уплотнения грунтов включает в себя два этапа: разрушение существующей структуры грунта и создание новой более устойчивой структуры по отношению к влиянию на нее различных факторов. Многочисленными исследованиями установлено, что структурная прочность грунта зависит главным образом от его влажности. С одной стороны, существующая структура грунта в наилучшей степени и наиболее равномерно разрушается при высокой влажности. С другой стороны, на процесс формирования новой структуры грунта (более плотной) влажность оказывает несколько иное влияние. При малой степени водонасыщения грунт является жестким

материалом, в нем содержится значительное количество воздуха и наблюдается явный недостаток влаги, в связи с чем агрегаты грунта полностью не разрушаются и тем самым не достигается полного уплотнения. С повышением влажности грунта вода начинает играть роль смазки между отдельными частицами, способствуя более легкому нарушению существующей структуры и плотной укладке частиц грунта. При определенном соотношении содержания влаги и воздуха в грунте достигается максимальная плотность при заданном режиме уплотнения. Значительное повышение влажности грунтов изменяет соотношение влаги и воздуха в грунте и приводит к снижению плотности уплотненного грунта. Для каждого вида грунта существует оптимальная влажность трамбования, при которой достигается максимальная плотность.

Уплотнение лессовых грунтов тяжелыми трамбовками, как правило, ликвидирует просадочные свойства. Но, устранение просадочности лессовых грунтов на ту или иную глубину - это только часть общей задачи по созданию мелиорируемого основания. Другая ее часть должна состоять в создании прочного и водостойкого основания, что достигается оптимальной технологией трамбования.

В соответствии с вышеизложенным были сформулированы цель работы и задачи исследований.

Во второй главе приводятся результаты исследования влияния внешних факторов на качество и контуры лессовых грунтов уплотненных трамбовками повышенного веса.

Дня проведения исследований использовалась специально созданная, не имеющая аналогов, малогабаритная экспериментальная установка МЭУ-720. Установка представляет собой уменьшенный вариант козлового крана, грузоподъемным механизмом которого является электроталь ТЭ-1.0. Опорные Стойки могут устанавливаться в трех различных уровнях, что позволяет менять высоту сброса трамбовки.

Исследуемым грунтом являлся суглинок просадочный высокопористый твердый со средней плотностью сухого грунта рл = 1-46 г/см3. Всего было проведено 8 опытных уплотнений. В каждом эксперименте при уплотнении использовалась своя методика: трамбование производилось с разным количеством отпечатков, разным количеством ударов по одному следу и, кроме того, менялись диаметр трамбовки, масса и высота сбрасывания (таблица 1).

Таблица 1 - Параметры полевых экспериментов по уплотнению грунтов

№ эксперимента Количество отпечатков в плане Количество ударов по одному следу Диаметр трамбовки d, м Масса трамбовки ш, кг Высота сбрасывания трамбовки h, м Понижение поверхности дна котлована А h, мм

Э-1 1 14 0,4 720 2,2 850

Э-2 5 12-14 0,4 720 3,2 892

Э-3 1 36 0,4 720 2,2 1081

Э-4 5 26 0,4 720 2,2 725

Э-5 6 18-19 0,5 800 2,2 645

Э-6 6 16-18 0,5 800 3,6 553

Э-7 6 12-14 0,6 800 3,3 393

Э-8 6 14 0,6; 0,5; 0,4 820;760;720 3,3 650

Уплотнение грунта производилось циклами, состоящими из 3-5 ударов трамбовки по одному следу. После каждого цикла осуществлялась подчистка дна котлована, и производилось его нивелирование. Трамбование продолжалось до «отказа».

' При трамбовании грунта в эксперименте № 1 отказ наступил после 14 'ударов. Общее понижение поверхности составило 850 мм. При аналогичном трамбовании в эксперименте № 3 отказ наступил после 12 ударов. Было интересным проследить, что произойдет с грунтовым основанием при дальнейшем трамбовании. До 15-го удара происходило незначительное понижение - на 5-7 мм за один удар. Но уже 16-й удар повлек за собой понижение на 30 мм, 17-й также на 30 мм, а с 22 по 28-й удар наблюдалось понижение в пределах 40-50 мм за удар. После 28 удара было зафиксировано заметное уменьшение осадки, порядка 20...25 мм после одного удара, но отказ не наступил. Общее понижение поверхности составило 1081 мм.

» При трамбовании грунта с перекрытием отпечатков "условный

отказ" наступал после 11-19 ударов трамбовки по каждому следу. Количество ударов зависело от начальной влажности уплотняемого основания, диаметра трамбовки, а также высоты сбрасывайия.

' Наименьшее понижение поверхности наблюдалось в эксперименте № 7 (Э-7), в котором применялась трамбовка с наибольшим диаметром (60 см), а наибольшее при использовании трамбовки с диаметром 40 см (см. таблицу 1). Исключение составил эксперимент № 4, в котором для понижения поверхности дна котлована на 725 мм потребовалось 26 ударов трамбовки по каждому следу, что в 1,5-2 раза больше, чем в

других опытах. Объясняется это тем, что этот эксперимент проходил в зимних условиях, и часть энергии уходила на пробивание "корки" мерзлого грунта толщиной 50 - 70 мм.

В эксперименте № 7, в котором применялась трамбовка диаметром 60 см, уже при 9-10 ударах было замечено интенсивное затухание деформаций: 10-20 мм за удар. Именно в этом случае наблюдался явный отказ, т. е. грунт при дальнейших ударах трамбовки (более 12) переставал уплотняться, энергия удара шла, в основном, на разрушение поверхностного уплотненного слоя (рисунок 1). В следующем эксперименте (Э-8) было произведено уплотнение грунта с постепенным увеличением контактных давлений после каждого этапа трамбования. На первом этапе использовалась трамбовка диаметром 60 см, на следующем этапе диаметром 50 см и наконец на третьем этапе уже уплотненный грунт трамбовался трамбовкой диаметром 40 см. Полученные результаты показали, что повышение контактных давлений приводит к более эффективному трамбованию, что видно при сравнении графиков на рисунке 1. Разность между отметками дна котлована при трамбовании в экспериментах № 7 и № 8 составила 250 мм.

После проведения каждого опытного уплотнения лессового основания трамбовкой, производилось исследование изменения характеристик грунта в процессе трамбования. За основной критерий уплотнения принималась плотность сухого грунта

Анализ результатов при трамбовании грунта по одному следу показал, что под уплотняемой площадью сформировывается уплотненное ядро размером примерно равным диаметру трамбовки (<1) со средней плотностью сухого грунта рА = 1.85 г/см и средней влажностью 12-13%. Образовавшееся уплотненное грунтовое ядро, по мере понижения, работает как клин, раздвигая нижележащие слои в стороны. В процессе трамбования явного «отказа» грунта не наблюдалось, что свидетельствует о постепенном проколе уплотняемой толщи.

Трамбование с перекрытием отпечатков позволило максимально приблизить процессы возникающие в грунте при экспериментальном моделировании к процессам происходящим при воздействии трамбовок повышенного веса (7... 10 т). В эксперименте № 2 было зафиксировано увеличение уплотненного ядра до Ы с плотностью сухого грунта на нижней границе этой зоны ра = 1.60 г/см3. Максимальная плотность р^ — 2.01 г/см отмечена на глубине 0.5(1. Увеличение плотности рл под краем отпечатка произошло до 1.88 г/см3 на поверхности и до 1.57 г/см3 на глубине Ы.

Количество ударов трамбовки

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18

2 / > _/

••

.......

1,2 - эксперимент № 7, 8, — граница между этапами трамбования Рисунок 1 - Понижение поверхности дна котлована при уплотнении

В эксперименте № 4 были получены результаты, практически совпадающие с результатами эксперимента № 2. Небольшое отличие в результатах стало возможным из-за влияния природной влажности грунта до начала трамбования. Так, средняя влажность уплотненного грунта составила 12%, что на 2% меньше чем в эксперименте № 2. В результате этого плотность сухого грунта под отпечатком на уровне уплотненной поверхности составила 1.95 г/см3, а на нижней границе уплотненной зоны, что соответствует 3.5(1, равна 1.60 х/см3. Увеличение уплотненной зоны стало возможным при наличии,, в нижних слоях (на глубине 1.5 м от уплотненной поверхности) влажности близкой к оптимальной. Следует отметить, что трамбование велось в зимних условиях при температуре окружающего воздуха г = - 16-18° С. В результате этого на поверхности уплотняемого грунта постоянно появлялась небольшая мерзлая корка из-за его частичного смерзания, а следовательно и не проявлялось интенсивное разуплотнение верхних слоев. При этом можно судить о

положительном действии частичного смерзания фунта на поверхности уплотняемой толщи, при котором проявляется тот же эффект, что и подсыпка из жесткого материала при вытрамбовывании котлована. В обоих случаях происходит увеличение уплотняемой толщи:.

Анализ результатов при трамбовании грунта с перекрытием шести отпечатков показал, что во всех случаях также получена зона влияния уплотнения мощностью более 3(1. Максимальная глубина уплотнения, при которой полностью ликвидируются просадочные свойства грунта, зафиксирована на глубинах 1 м (Э-5 и Э-6) и 1,25 м (Э-7 и Э-8), что соответствует примерно двум диаметрам применяемых |

трамбовок. Наибольшее увеличение плотности сухого грунта произошло на глубине 0,12 м от поверхности (Э-6) - до 2,14 г/см3, что на 48% больше первоначальной. Вообще максимальные значения плотностей в экспериментах № 6 и № 8 находятся не на поверхности дна котлована, а на какой-то определенной глубине (в эксперименте № 8 эта глубина равняется 0,5 м). Это объясняется тем, что во время трамбования поверхностный слой уплотняется до максимальной плотности в первую очередь и дальнейшее приложение энергии приводит к его разуплотнению, хотя и к небольшому. По сравнению с первоначальной значение плотности сухого грунта на поверхности дна котлована увеличилось на 40-43%.

Самое качественное уплотнение грунта было достигнуто в эксперименте № 8. Это произошло, несмотря на то, что было произведено наименьшее количество ударов по одному следу при трамбовании - 14 вместо 17-19 ударов в экспериментах 5 и 6. Исключение составляет эксперимент № 7, в котором трамбование производилось трамбовкой 0 60 см, но там уже при 12 ударах произошел отказ и дальнейшее трамбование было нецелесообразно.

Продолжая анализировать полученные результаты нельзя не обратить внимание на тот факт, что грунт уплотняется не только под трамбуемой площадью, но также под краем и даже за его пределами. Например, в эксперименте № 6 под краем уплотняемой площади на '

глубине 0,5 м, что соответствует диаметру трамбовки, произошло увеличение плотности сухого грунта с 1,43 до 1,84 г/см3 (29 %), а в эксперименте № 8, на той же глубине, до 1,89 г/см3 (32 %). В том же эксперименте № 6, на той же глубине 0.5 м, но на расстоянии 0,25 и 0,5 м от края уплотненной площади было зафиксировано увеличение плотности сухого грунта соответственно до 1,67 и 1,52 г/см3 (17 и 6 %), а на глубине 1 м соответственно до 1,55 и 1,45 г/см3 (9 и 2 %).

В третьей главе представлены данные исследования напряженно-деформированного состояния лессовых фунтов в результате уплотнения трамбовками.

Исследование деформируемости грунтового основания в результате трамбования выполнялось в трех экспериментах (Э-3; Э-4 и Э-5). Для этого под трамбуемым отпечатком и за его пределами были установлены глубинные универсальные марки МУГ - 60. Таким образом, были рассмотрены деформированные состояния лессовых оснований при трамбовании грунта в один, пять и шесть отпечатков. Размещение марок по глубине производилось с поверхности планировки фунта до начала требования. Достоинством применения марок МУГ - 60 является то, что при завинчивании в фунт с помощью винтовращающих частей их можно устанавливать в любом месте на требуемой глубине, в том числе и по одной вертикале, не нарушая природной плотности фунта по фаниде контакта. В процессе уплотнения винтовая марка удерживаясь концентрическими лопастями за слой фунта, позволяет отследить его послойную деформацию.

Анализ полученных результатов показу, что,, максимальная деформация фунтового основания во всех трех экспериментах происходит непосредственно под отпечатками трамбовки, В экспериментах Э-4 и Э-5 это особенно хорошо прослеживается. Чем глубже находится глубинная марка, тем на меньшую величину она опускается при трамбовании. Так в эксперименте № 5 глубинная марка, расположенная на глубине 0,5 м от поверхности, опустилась на 350 мм, марка, расположенная на глубине 0,75 м на 195 мм и т. д. Минимальное перемещение (113 мм) получила марка, находящаяся на глубине 1,5 м. И наконец марка, находящаяся на глубине 2 м, не изменила своего первоначального положения. Похожие результаты получены и в эксперименте № 4, где трамбован^ фунта производилось по пяти отпечаткам в плане вместо шести в эксперименте № 5. Глубинная марка, находящаяся до трамбования на глубине 0,5 м опустилась на 342 мм, а марка с глубины 1,5 м на 130 мм. Таким образом, можно констатировать, что глубина деформируемой зоны составляет около 1,5 м или 3-4 диаметра трамбовки.

Под краем трамбуемой площади и на расстоянии 0,5 Д рт крэр также зафиксировано понижение глубинных марок в. обоих экспериментах. Это понижение заметно меньше, чем под трамбуемой площадью. При этом, чем дальше от трамбуемой площади находится марка, тем меньше ее понижение. Так, например, в эксперименте № 5 на глубине 1,25 м под краем трамбуемой площади произошло

понижение глубинной марки на 61 мм, на расстоянии 0,5с! от края - 20 мм, а под самой трамбуемой площадью - 126 мм. На глубине 1,5 м похожие пропорции - соответственно 52, 10 и 113 мм. Следует отметить, что на поверхности и до глубины примерно 0,75 м глубинные марки под краем и за пределами трамбуемой площади опускаются заметно меньше, чем с глубины 1 м. Это объясняется тем, что грунт при трамбовании уплотняется не только под трамбуемой площадью, но и за ее пределами. Ударная волна, воздействующая на грунт при ударе трамбовки, распределяется примерно под углом 45° от края нижней (ударной) плиты. Поэтому грунт в верхней поверхностной зоне за пределами трамбуемой площади остается не уплотненным.

Анализ полученных деформаций в эксперименте № 4 (Э-4) позволяет выделить две явные зоны деформации: зону сжатия и зону сдвигов. Зона сжатия находится непосредственно под отпечатком. Она имеет небольшие размеры примерно равные (1-2) (1, где (1 - диаметр одного отпечатка, и ее увеличение зависит от увеличения размера всего отпечатка в целом. В этой зоне не происходит бокового смещения и уплотнение происходит как под центром, так и под его краем. В данном случае глубинные марки, находящиеся на расстоянии А и «3/2 от края уплотненной зоны и на глубине соответственно 1 и 0,75 м, не имеют противоположного движения понижению поверхности. Вследствие чего можно говорить об отсутствии касательных напряжений и о наличии интенсивного в этой зоне сжатия.

Ниже зоны сжатия, захватывая всю ширину отпечатка, "располагается зона сдвигов. Развитие этой зоны по глубине и ширине, расположение горизонтов' с максимальным боковым смещением зависит от размеров общего отпечатка и его увеличения. В данном случае величина зоны сдвигов составляет от (1 до 2<1. Глубинные марки свидетельствуют о явном развитии в этой зоне касательных напряжений и их увеличении с глубиной. Так, марки, находящиеся на глубине 1,25 м переместилась вверх соответственно на 19 и 11 мм, а марка с глубины 1,5 м на 34 мм. Кроме того, при извлечении -глубинных марок из грунта было зафиксировано их смещение в плане в пределах нескольких сантиметров.

С уменьшением размера отпечатка величина бокового расширения увеличивается, о чем свидетельствуют результаты, полученные при трамбовании в один след - эксперимент № 3 (Э-3). В этом случае перемещения глубинных марок, зафиксированные в результате трамбования, не поддаются никаким закономерностям. Трамбовка, имея небольшую площадь, работает как клин, раздвигая

грунт в стороны. Об этом свидетельствуют горизонтальные смещения практически всех глубинных марок. Максимальное смещение в горизонтальном направлении получила марка, расположенная на глубине 0.5 м под краем отпечатка - ее величина составила около 20 см. Результаты эксперимента № 3 по. исследованию деформированного состояния уплотняемого основания подтверждают тот факт, что трамбование в один след не годится- для моделирования * процессов уплотнения грунтов тяжелыми трамбовками,' т. к. имеет

серьезные различия в работе грунта. И, наоборот, при Трамбовании 9 грунта экспериментальной установкой МЭУ-720 с перекрытием

с1 отпечатков трамбовки деформированное состояние грунта близко к

натурному, что позволяет использовать полученные результаты дня (, моделирования и отработки технологии уплотнения грунтов тяжелыми

трамбовками в различных инженерно-геологических условиях.

Напряжения в грунте измерялись тензометрическими датчиками давления (мессдозами) конструкции ЦНИИСКа (автор Д.С. Баранов) с предельным давлением от 0,3 до 0,45 МПа. Для фиксирования и обработки показаний мессдоз при изменении напряжений в «грунте при трамбовании использовалась микропроцессорная многоканальная тензометрическая система ММТС-64.01.- Исследование напряженного состояния грунтового основания во время уплотнения трамбовками - проводилось в эксперименте № 6 (Э-6).

Измерение вертикальных напряжений в основании производилось по центральной оси, проходящей через центр трамбуемой площади. При укладке датчиков давления в основу был положен принцип вдавливания из шурфа, отрытого рядом с местом крайнего отпечатка трамбовки. Всего в грунтовое основание было уложено пять датчиков давления, соответственно на глубинах 0,55; I1 0,85; 1,2: 1,6 и 2 м. Наиболее чувствительные мессдозы помещались в

! те точки основания, в которых ожидались наименьшие напряжения.

Показания мессдоз фиксировалось тензометрическойг системой V ММТС-64.01 во время всего проведения эксперимента: как в момент сброса

трамбовки, так и между ударами. По результатам исследований были построены графики восприятия основанием статической и динамической нагрузок. Графики восприятия трутовым основанием статической нагрузки были построены на основании показаний, снятых с датчиков давления после каждых 2-3 ударов трамбовки по одному следу.

При статическом нагружении при повышении плотности фунтового основания путем трамбования наблюдается незначительный рост напряжений. Величина изменения напряжений

зависит от глубины заложения мессдозы. Так, мессдозы, находящиеся на глубинах 0,85 и 1,2 м, зафиксировали увеличение напряжений на 0,14 МПа, а на глубинах 1,6 и 2,0 м соответственно на 0,049 и 0,03 МПа. Совпадение величин изменения напряжений на глубинах 0,85 и 1,2 м произошло только в конечный момент трамбования, т.е. в тот момент когда плотность сухого грунта на этих глубинах достигла практически одинаковой величины. Рост напряжений при статическом нагружении происходит из-за концентрации напряжений в уплотненной зоне при трамбовании. Максимальная концентрация происходит в верхней зоне, т.к. именно она воспринимает большую часть энергии, возникающей при ударе трамбовки. С течением времени происходит ослабление напряжений за счет явления релаксации и в грунтовом основании восстанавливается первоначальное напряженное состояние.

Графики, отражающие характер изменения напряжений при динамическом приложении нагрузки, имеют скачки в моменты нанесения ударов трамбовкой. Максимальный скачок напряжений был зафиксирован на глубине 0,55 м, величина которого добтигла более

1.5 МПа. Максимальные значения напряжений на глубинах 0,85; 1,2;

1.6 и 2,0 м составили соответственно 0,32; 0,27; 0,16 и 0^05 МПа. Как видно, с увеличением глубины заложения рассматриваемой точки уменьшается динамическое воздействие от удара трамбовки на грунтовое основание. Особенно заметна разница в напряжениях на глубинах 1,6 и 2,0 м - уменьшение напряжений произошло более чем в три раза. Следовательно, именно на этих глубинах заканчивается зона влияния трамбования, что соответствует 3-4 диаметрам трамбовки. Это подтверждают и результаты лабораторных исследований свойств уплотненных лессовых грунтов.

В четвертой главе исследуется надежность и устойчивость оснований из лессовых грунтов, уплотненных трамбовками повышенного веса.

В начале главы описываются методы отбора образцов грунта на экспериментальных площадках и методики их исследований. Компрессионные испытания проводились на компрессионных приборах КПр1 системы "Гидропроект", а также на автоматизированной системе для инженерно-строительных изысканий АСИС-18/4. Прочностные характеристики грунтов определялись на приборах ПСГ-2М системы "Гидропроект" и на сдвиговых приборах ПСПА-40/35, входящих в состав автоматизированной системы АСИС-18/4.

На основании исследований был проведен тщательный анализ изменения прочностных и деформационных свойств лессового грунта в результате уплотнения трамбовками различного диаметра и при разной высоте сбрасывания.

Изменение значений модулей общей деформации при природной влажности (Е) и в водонасыщенном состоянии (Е^ анализировалось при уплотнении грунтов в пяти экспериментах: Э-2; Э-5; Э-6; Э-7 и Э-8 Были рассмотрены все варианты уплотнения грунтов - трамбовкой 0 40; 50; 60 см; при постепенном увеличении контактных давлений, а также при разной высоте сбрасывания. В таблице 2 приведены результаты исследований.

При анализе приведенных данных видно, что в верхних слоях уплотненного основания (0,25-0,5 м) значение модуля общей деформации при естественной влажности 12-14 % увеличивается в 3,2-7,2 раза. На нижней границе уплотненной зоны (1,5 м) модуль общей деформации Е больше в 1,5-2 раза, чем тот же показатель грунта в естественном состоянии до уплотнения. Следует отметить, что максимальное повышение модуля деформации во всех экспериментах происходит на глубине 0,25-0,5 м. На самой поверхности уплотненного основания увеличение Е несколько меньше из-за расслоения верхнего слоя при трамбовании, но по сравнению с природным значением зафиксировано повышение в 2-4 раза. Еще более заметна разнивд при водонасыщении. Модуль общей деформации уплотненного фунта при водонасыщении меняется незначительно, - в верхних слоях (0-0,5 м) на 3-20%, а в нижнем слое (1,25-1,5 м) на 40-70%, тогда как

Таблица 2- Значения модулей общей деформации грунта под центром

уплотненного участка

Глубина отбора, м До уплотнения После уплотнения различными трамбовками

Е, МПа Е, я, МПа

Е, МПа Ещ) МПа Э-2 Э-5 Э-6 Э-7 Э-8 Э-2 Э-5 Э-6 Э-7 Э-8

0 3,1 1,3 6,5 12Д 11,0 20,0 12,9 6,3 11,1 10,2 19,0 12,1

0,25 3,4 1,4 19,3 19,7 24,5 18,7 21,3 16,2 15,9 20,2 15,8 19,3

0,50 5,4 2,5 17,1 18,3 22,5 21,3 25,9 13,6 14,3 20,3 16,2 18,4

0,75 5,2 2,4 10,1 12,3 13,1 17,4 11,6 8,6 11,2 10,3 14,3 10,6

1,00 5,3 2,9 6,5 6,2 7,7 12,8 9,1 6,3 3,6 4,5 10,9 6,9

1,25 4,3 2,1 6,4 4,1 11,6 6,6 7,3 6,2 2,0 7,8 4,2 5,3

1,50 4,4 2,1 6,8 3,8 4,6 9,3 - 6,6 1,8 4,5 9,1 -

модуль общей деформации неуплотненного грунта уменьшается в 2-2,5 раза. Похожие результаты можно наблюдать при анализе изменения значений модулей деформации под краем уплотненной зоны (таблица 3).

Для исследования размеров деформированной зоны при трамбовании в экспериментах № 2 и № 6 на расстояниях 0,25 и 0,5 м от края уплотненной зоны были отобраны образцы грунта через каждые 0,25 м до глубины 1,5 м. Анализ результатов показал, что максимальное значение модуля деформации находится на какой-то определенной глубине от поверхности. При этом, чем дальше от края уплотненной площади находится исследуемый грунт, тем на большей , глубине находится* максимальное значение Е. Так, на расстоянии 0,25 м от края уплотненной зоны максимальное значение Е = 17,4 МПа находится на глубине 0,5 м (Э-6), а на расстоянии 0,5 м от края Етах ~ 10,6 МПа на глубине 1,25 м. В свою очередь, на расстоянии 0,25 м от края, на этой же глубине модуль деформации имеет меньшее значение.- Это в очередной раз- подтверждает, что частицы грунта при трамбовании движутся не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлениях. В результате за пределами уплотняемой площади также формируется уплотненная зона.

Наилучшие результаты по ликвидации просадочных свойств1 лессовых грунтов были получены в эксперименте № 8 при уплотнений грунта с постепенным увеличением. контактных давлений. Как под

Таблица 3 - Значения модулей общей деформации грунта под краем

уплотненного участка

Глубина отбора, м До уплотнения После уплотнений различными трамбовками

. ,' ЕгМПа Е, МПа

Е, МПа Е«. МПа Э-2 Э-5 Э-6 Э-7 Э-8 Э-2 Э-5 Э-6 Э-7 Э-8

0 3,1 1,3 17,8 9,1 - 16,8 10,5 14,6 7,2 - 16,2 9,7

0,-25 3,4 1,4 17,2 12,3 20,9 13,6 14,9 13,7 10,0 19,3 П,5 13,7

0,50 5,4 2,5 16,4 14,5 14,5 14,9 15,2 12,0 11,1 11,5 12,2 13,7

0,75 5,2 2,4 8,2 16,8 12,9 17,4 - 7,4 11,1 8,4 12,2 -

1,00 5,3 2,9 6,1 7,4 10,8 11,6 10,4 5,9 4,2 9,4 9,6 8,0

1,25 4,3 2,1 3,8 7,1 8,8 - 6,4 3,7 5,2 4,1 - 5,9

1,50 4,4 2,1 4,9 3,2 8,2 - - 4,9 2,3 5,5 - -

центром, так и под краем уплотненной зоны в результате трамбования полностью ликвидированы просадочные свойства. В экспериментах 2, б и 7 также получены неплохие результаты. До глубины 0,75 м под центром уплотненной зоны и до 1 м под краем просадочность ликвидирована полностью. Просадочные свойства при давлении Р = 0,3 МПа, да и то незначительные, были обнаружены под центром уплотненной зоны только на глубинах 1 м (ел = 0,0197 - Э-6) и 1,25 м (б81 = 0,0154 - Э-7). Под краем уплотненной зоны просадочность сохранилась на глубинах 1,25 м (е81 = 0,0225 - Э-6) и 1,5 м (е,1 = 0,015 -Э-2). Величина относительной просадочности лессового грунта в естественном залегании составляет в среднем 0,052.

Прочностные характеристики также при уплотнении претерпели изменение в сторону увеличения. Угол внутреннего трения <р увеличился с 24 до 30-33°. Удельное сцепление грунта с увеличилось с 0,009 МПа до 0,060-0,080 МПа на глубине 0 - 0,2 м и до 0,040 -0,0*50 МПа на глубине 0,75-1 м (таблица 4).

Наибольшее уплотнение, как указывалось выше, было получено при трамбовании фунта с постепенным повышением контактных давлений. Это подтверждается и на микроструктурном уровне. После уплотнения грунтового основания микроструктура грунта резко изменилась. В образцах грунта с поверхности котлована и с глубины до 1 м видно, что грунт приобрел гораздо более плотную структуру и представляет собой сплошную массу - однородную тонкодисперсную матрицу. Практически отсутствуют крупные микроагрегаты и глобулы строго очерченной формы, которыми сложена структура грунта в естественном состоянии. Обнаруживается совершенно новое явление -дробление глобул, агрегатов, их расплющивание. Резко уменьшилась пористость грунта, форма мёжагрегатных пор становится анизЬметричной. При больших увеличениях (х 5000) на РЭМ-изображениях видно, что мелкие внутриагрегатные микропоры приобрели щелевидную форму с шириной раскрытия до 0,5 мкм. Все это позволяет отнести микроструктуру грунта, уплотненного трамбовками с постепенным повышением контактных давлений, с поверхности и до глубины 1 м к матричному типу. Класс структуры остался без изменения - зернисто-пленчатый.

Анализ РЭМ-изображения уплотненного грунта с глубины 1,25 м показал, что структура образца имеет переходный характер между скелетной микроструктурой естественного грунта и матричной структурой грунта верхних слоев уплотненной толщи. Присутствуют не

Таблица 4 - Прочностные характеристики уплотненного грунта

Глубина отбора, м Э-4 Э- 5 Э-б Э-8

Ф, град. с, МПа Ф> град. с, МПа Ф, град. с, МПа Ф, град. с, МПа

■ 1 1 . ,о 32 0,06 32 0,06 33 0,08 - -

' 0,25 28 0,06 25 0,07 33 0,07 28 0,07

0,5 29 0,04 29 0,04 32 0,04 33 0,04

0,75 - 25 0,04 28 0,05 27 0,05

1,0 - - 24 0,04 24 0,05 24 0,04

разрушенные крупные микроагрегаты и глобулы. Песчаные и пылеватые зерна покрыты глинистыми рубашками. Хорошо видны отдельные крупные микропоры. Значительная часть РЭМ-изображения занята участками с признаками матричной структуры, со сплошным скоплением мелких глинистых агрегатов. Это позволяет оценить микроструктуру уплотненного грунта на глубине 1,25 м как скелетно-матричную, отмечается постепенное уменьшение влияния уплотнения на структурные характеристики лессового грунта с глубиной.

На микроструктурных снимках уплотненного грунта с глубины 1,5 ,м, вновь, распознается структура скелетного типа. Основные структурные элементы представлены округлыми глинисто-пылеватыми агрегатами и зернами. Глинистый материал расположен в местах контактов агрегатов и глобул, и на поверхности песчаных и пылеватых зерен. Глинисто-пылеватые агрегаты имеют рыхлое сложение и хорошо очерченную округлую или яйцевидную форму. Контуры песчаных и пылеватых зерен не имеют ярко выраженных угловатостей. Основная часть порового пространства представлена крупными межагрегатными и межзернистыми изометричными, реже анизометричными, порами. Отсутствие следов разрушения основных структурных компонентов крупных агрегатов и глобул, а также большое количество крупных пор, говорит о прекращении влияния уплотнения трамбованием на данной глубине.

В заключительной части главы даны результаты исследований влияния фактора времени на явление разуплотнения грунта. С этой целью исследовался уплотненный грунт, который на протяжении двух лет подвергался атмосферным воздействиям: систематическому

увлажнению и высыханию, а также замораживанию - оттаиванию. Анализ полученных результатов показал, что верхний уплотненный слой практически не изменил значений плотности сухого грунта рл-Зафиксировано лишь частичное уменьшение от 1.91 г/см3 до 1.87 г/см3 на глубине - 0,5 м от поверхности уплотненного грунта. Нищщя граница уплотненной зоны находилась на отметке от 0,75 до 1,0 ,м. Именно с глубины 0,75 м и было зафиксировано некоторое изменение плотности сухого грунта в сторону уменьшения. Верхний же уплотненный слой (до глубины 0,5 м) не изменил первоначальных значений несмотря на то, что влияние природных факторов было оказано как сверху, так и сбоку. Следовательно, можно дать заключение о незначительном влиянии фактора времени на разуплотнение утрамбованных оснований при сохранении верхнего уплотненного слоя, создающего своеобразный водозащитный экран.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Использование малогабаритной экспериментальной установки МЭУ-720 при трамбовании лессового просадочного грунта по одному следу не приводит к достаточному уплотнению толщи, а также развитию зоны деформаций в различных направлениях. Формируется жесткое грунтовое ядро с размерами примерно равными диаметру трамбовки. По мере увеличения воздействия на него динамической нагрузки оно превращается в так называемый клин, который при понижении раздвигает граничащий с ним грунт. Происходит частичное уплотнение фунта в радиальном направлении. Однако это не дает , общих представлений об уплотнении массива в целом.

2. При трамбовании лессового просадочного грунта с перекрытием отпечатков происходит более качественное уплотнение. Полученные результаты трамбования с перекрытием отпечатков наибсщее точно отражают процессы, возникающие в уплотняемом массиве, р могут быть применены при экспериментальном моделировании для сопоставления с результатами, полученными при уплотнении лессового ¿^осадочного грунта трамбовками весом 7... 10 тонн.

3. Наибольший эффект при трамбовании достигается при постепенном повышении контактных давлений от трамбовки на грунт. В первом цикле необходимо трамбовать грунт трамбовкой с наибольшим диаметром. Затем, при наступлении отказа, диаметр трамбовки уменьшается и уплотнение продолжается. При такой методике достигается максимальная глубина уплотненной зоны.

4. Результаты исследований показали, что трамбование возможно и в зимних условиях при отрицательной температуре окружающего воздуха. В результате замерзания поровой воды значительно повышаются силы сцепления в грунте, поэтому при уплотнении зимой грунт должен быть малой степени водонасыщения. Для уплотнения в таком состоянии необходимо увеличить количество затрачиваемой работы в целом и повысить динамические напряжения в грунте под' воздействием удара. Трамбование производится после очистки уплотняемой площади от снега.

5:'В'иределах деформированной зоны можно выделить две зоны деформации: зону сжатия 'й зону сдвигов. Зона сжатия находится непосредственно под' отпечатком. Она имеет небольшие размеры примерно равные (1-2)<1, где (! - диаметр одного отпечатка. В этой зоне не происходит бокового смещения и уплотнение' происходит как под центром, так и под его краем. Ниже зоны сжатия, захватывая всю ширину отпечатка, располагается зона сдвигов. Развитие этой зоны по глубине и ширине, расположение горизонтов с максимальным боковым смещением зависит от размеров общего отпечатка. Величина зоны сдвигов составляет от <1 до 2<1. Результаты исследований свидетельствуют о развитии в этой зоне касательных напряжений.

'^." Анализ напряженного состояния грунта при уплотнении показывает, что при статическом нагружении при повышении* плотности грунтового основания путем трамбования наблюдается незначительный рост напряжений. Величины изменения на'пря&сёний уменьшаются с Глубиной. При динамическом приложении нагрузки на графиках, отражающих характер изменения напряжений, наблюдаются скачки в моменты нанесения ударов трамбовкой. С увеличением глубины заложений уменьшается динамическое воздействие от уд&ра трамбовки На-' грунтовое основание. Резкое падение напряжений зафиксировано на ' глубинах, соответствующих 3-4 диаметрам трамбовки. Следовательно, именно на этих глубинах заканчивается зона влияний трамбования.

7. В пределах уплотненной зоны полностью ликвидируются просадочные свойства грунтов, увеличиваются такие важнейшие характеристики грунта как: плотность сухого грунта, модуль общей деформации, удельное сцепление и угол внутреннего трения. Создается прочйое, устойчивое к водонасыщенню грунтовое основание, препятствующее замачиванию нижележащих слоев грунта за счет низкой водопроницаемости. Замачивание же уплотненных грунтов во

время эксплуатации не приводит к резкому снижению прочностных и деформационных свойств. Изменение прочностных и деформационных характеристик зависит от технологии трамбования и технических параметров трамбовки. С увеличением диаметра трамбовки увеличивается качество уплотненного основания при условии трамбования при оптимальной влажности. С уменьшением природной влажности необходимо уменьшать диаметр трамбовки, увеличивать высоту ее сбрасывания и количество ударов по одному следу.

8. Уплотнение лессового грунта трамбовками с постепенным повышением контактных давлений приводит к коренному изменению его микроструктуры. Под влиянием динамического уплотнения идет интенсивное разрушение глобул и агрегатов, их "расплющивание", перемещение и сближение основных элементов лессового грунта -песчано-пылеватых частиц и глинистого материала. Формируется новая матричная структура, отличающаяся от природной минимальной и относительно однородной пористостью, более плотной упаковкой элементарных частиц. Формирование новой микроструктуры сопровождается повышением прочностных и деформационных характеристик лессового уплотненного грунта.

Список работ автора по теме диссертации:

1. Белоусов C.B., Черепанов Б.М. Исследование влияния внешних факторов на качество и контуры уплотненных лессовых грунтов // Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений: Сборник статей Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2004. -С.218-220.

2. Швецов Г.И., Белоусов C.B., Черепанов Б.М., Ермолаев A.B., Дудкин Е.С. Исследование влияния динамических воздействий на прочность и устойчивость оснований и фундаментов существующих зданий при уплотнении лессовых просадочных грунтов трамбовками// Научно-практическая отчетная конференция-выставка по результатам реализации в 2004 г. Межотраслевой программы научно-инновационного сотрудничества Министерства образования и науки РФ и Федерального Агентства Специального строительства РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001-2005 г.г., 7-8 декабря 2004 г. МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ/ М.: МГСУ, 2004.-С.89-92

РНБ Русский фонд

2005-4 31457

►•с

* -.шимМиа.' }

О 9 НЮ/1 2005 ; }

, » ¿.ЛспрСЛИ*}

Подписано в печать 20.05.2005 г. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ 753.

Отпечатано в ОАО «Алтайский полиграфический комбинат», г. Барнаул, ул. Г. Титова, 3

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Белоусов, Сергей Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О МЕТОДАХ СОЗДАНИЯ УПЛОТНЕННЫХ ЛЕССОВЫХ ОСНОВАНИЙ ТРАМБОВКАМИ ПОВЫШЕННОГО ВЕСА, ИХ УСТОЙЧИВОСТИ И НАДЕЖНОСТИ.

1.1. Методы уплотнения лессовых грунтов трамбованием.

1.2. Оценка факторов, влияющих на качество и размеры уплотненной зоны.

1.3. Прочностные и деформационные свойства уплотненных лессовых оснований, их экономическая целесообразность.

1.4. Выводы.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ

НА КАЧЕСТВО И КОНТУРЫ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ УПЛОТНЕННЫХ ТРАМБОВКАМИ ПОВЫШЕННОГО

ВЕСА.

2.1. Малогабаритная установка по отработке методики уплотнения лессовых просадочных грунтов.

2.2 Методика проведения испытаний, размеры трамбовок, энергетические характеристики сбрасывания и их оценка

2.3. Исследование методов уплотнения и их влияние на качество и размеры уплотненной зоны лессовых грунтов.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ УПЛОТНЕНИЯ.

3.1. Исследование деформируемости грунтового основания в результате уплотнения трамбовками.

3.2. Исследование напряженного состояния грунтового основания в результате уплотнения трамбовками.

3.3. Выводы.

ГЛАВА 4. НАДЕЖНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ОСНОВАНИЙ

ИЗ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ, УПЛОТНЕННЫХ ТРАМБОВКАМИ ПОВЫШЕННОГО ВЕСА.

4.1. Приборы, оборудование и методика проведения лабораторных исследований.

4.2. Оценка прочности, деформативности и водопроницаемости уплотненных лессовых грунтов.

4.3. Исследование микроструктуры лессовых грунтов в контуре их уплотнения.

4.4. Устойчивость уплотненных лессовых грунтов в основании эксплуатируемых зданий и сооружений.

4.5. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Влияние различных факторов на устойчивость и надежность лессовых грунтов, уплотненных трамбовками повышенного веса"

Актуальность проблемы. Строительство на лессовых просадочных грунтах, расположенных на территории РФ и в частности Алтайского края, связано с большими трудозатратами. При проектировании оснований, сложенных лессовыми просадочными грунтами, необходимо применять мероприятия, исключающие или уменьшающие просадки до допустимых значений. Эта задача может быть решена только при полной консолидации всей сжимаемой толщи грунта, иногда достигающей нескольких десятков метров. В этом случае требуется применение глубоких и сложных фундаментных конструкций, либо устройство дорогостоящих свайных фундаментов, прорезающих всю просадочную толщу и опирающихся на непросадочные грунты. Длина свай в некоторых случаях достигает 12-15 и более метров.

Прочность, устойчивость и долговечность зданий и сооружений, возводимых на таких грунтах, во многом зависят от полного исключения возможности замачивания основания в процессе эксплуатации. Аварии водо-проводящих инженерных коммуникаций и подтопление территории вызывают резкое снижение прочностных и деформационных характеристик основания. В данных обстоятельствах лессовый грунт переходит в разряд слабых грунтов и возникает неравномерная просадка, что приводит к разрушению надземных сооружений и коммуникаций.

При проектировании целесообразнее идти по пути устранения просадочных свойств и повышения прочности грунтового основания закреплением или динамическим уплотнением. Одним из простейших и экономичных методов уплотнения является поверхностное уплотнение грунтов трамоов-ками различного веса. От степени устойчивости земляного сооружения и прочности грунтов основания зависит долговечность возведенных зданий и сооружений, что в дальнейшем повлияет на расход средств на их эксплуатацию и ремонт.

Анализ литературных источников показывает, что до настоящего времени не до конца изучены процессы, происходящие в грунте при уплотнении тяжелыми трамбовками, а также влияние различных факторов на устойчивость и надежность уплотненных лессовых грунтов.

Целью работы является исследование влияния различных факторов на создание прочного грунтового основания уплотнением трамбовками повышенного веса, а также на его устойчивость и надежность в процессе эксплуатации.

В работе решались следующие задачи:

1. Исследование напряженно-деформированного состояния грунтового основания в процессе уплотнения его трамбовками.

3. Анализ влияния микроструктуры грунта на изменение физико-механических характеристик.

4. Изучение влияния замачивания уплотненного грунтового основания на изменение физико-механических свойств и микроструктуры грунта.

5. Исследование влияния фактора времени на устойчивость и надежность уплотненного грунта.

Методы исследований. Основные положения и выводы диссертационной работы основаны на теоретических, экспериментальных и лабораторных исследованиях проведенных в течение нескольких лет.

Деформационные, прочностные и другие физико-механические характеристики лессовых уплотненных грунтов определялись с использованием автоматизированной системы для инженерно-строительных изысканий типа АСИС-18/4 по стандартным методикам.

Микроструктурные характеристики грунта в естественном состоянии и после уплотнения трамбовками различного веса и диаметра изучались с 5 помощью комплекса растровой электронной микроскопии (РЭМ-микроЭВМ).

Для проведения полевых исследований по влиянию внешних факторов на качество и контуры уплотненных лессовых грунтов, а также для отработки технологии уплотнения грунтов, находящихся в различных природно-климатических условиях, использовалась специальная, не имеющая аналогов, малогабаритная экспериментальная установка МЭУ -720.

Напряженное состояние в грунте измерялось тензометрическими датчиками давления (мессдозами) с гидравлическим преобразователем конструкции ЦНИИСКа типа ПДП-70/11 (автор Д.С. Баранов) с предельным давлением от 0,3 до 0,45 МПа. Для фиксирования и обработки показаний мессдоз при изменении напряжений в грунте при трамбовании использовалась микропроцессорная многоканальная тензометрическая система ММТС-64.01.

Исследование деформируемости грунтового основания в результате трамбования выполнялось путем установки грунтовых марок по глубине под уплотняемой площадью и за ее пределами.

Исходные данные и личный вклад автора. В основу работы положены материалы исследований, выполненных автором в период с 2000 по 2004гг. Диссертационная работа выполнялась в составе временного научного коллектива кафедры "Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия" Алтайского государственного технического университета по разработке проблемы "Совершенствование методов устройства и расчета оснований и фундаментов на лессовых просадочных грунтах юга Западной Сибири" (тема № 3.3.1).

Кроме того, исследование различных факторов на устойчивость и надежность лессовых грунтов, уплотненных трамбовками различного веса и диаметра выполнялось при активном участии автора в рамках Межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования Российб ской Федерации и Федеральной службы специального строительства Российской Федерации на 2001-2005 годы по направлению «Научно-инновационное сотрудничество». В 2002 году по теме: «Исследование изменения прочностных и деформационных свойств лессовых грунтов в различных природно-климатических условиях в процессе и результате их уплотнения при трамбовании» (шифр проекта - 02.04-057) и в 2004 году по теме: «Исследование влияния динамических воздействий на существующие здания и на изменение прочностных и деформационных свойств лессовых грунтов в различных инженерно-геологических условиях в процессе и результате их уплотнения при трамбовании» (шифр проекта - 01.03-03).

Научная новизна. Экспериментальные исследования позволили впервые в регионе дать комплексную оценку поведения лессовых проса-дочных грунтов при уплотнении их трамбовками различной массы, диаметра и сбрасываемых с различной высоты.

Результаты исследований показали, что трамбование возможно и в зимних условиях при отрицательной температуре окружающего воздуха. В результате замерзания поровой воды значительно повышаются силы сцепления в грунте, поэтому при уплотнении зимой грунт должен быть малой степени водонасыщения. Для уплотнения в таком состоянии необходимо увеличить количество затрачиваемой работы в целом и повысить динамические напряжения в грунте под воздействием удара. Трамбование производится после очистки уплотняемой площади от снега.

Уплотнение лессового грунта трамбовками с постепенным повышением контактных давлений приводит к коренному изменению его микроструктуры. Под влиянием динамического уплотнения идет интенсивное разрушение глобул и агрегатов, их "расплющивание", перемещение и сближение основных элементов лессового грунта - песчано-пылеватых частиц и глинистого материала. Формируется новая матричная структура, отличающаяся от природной минимальной и относительно однородной пористостью, более плотной упаковкой элементарных частиц. Формирование новой микроструктуры сопровождается повышением прочностных и деформационных характеристик лессового уплотненного грунта.

Реализация и практическая ценность работы. На основании теоретических, натурных, лабораторных и микроструктурных исследований отработана технология уплотнения лессового просадочного грунта трамбовками различной массы для лессовых пород Западной Сибири, находившихся в различных инженерно-геологических условиях.

Применение малогабаритной установки для пробного уплотнения грунтов на стадии проектирования позволит значительно снизить трудозатраты.

На защиту выносятся:

2. Результаты полевых исследований напряженно-деформированного состояния (НДС) под уплотняемой площадью и за ее пределами во время и после трамбования.

3. Характер изменения микроструктуры лессового просадочного грунта в результате уплотнения различными трамбовками. Формирование новой структуры лессовых грунтов при уплотнении.

4. Результаты исследований влияния фактора времени на устойчивость и надежность уплотненного грунта.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия" Алтайского государственного технического университета (2000-2004), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений» (г. Пенза 2004г.), научно-практической отчетной конференции — выставке по результатам реализации в 2004г. Межотраслевой программы научно-иннвационного сотрудничества Министерства образования и науки Р<р и Федерального Агентства Специального строительства РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» (г. Москва 2004г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 2 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы. Общий объем работы составляет 167 страниц, в том числе 65 рисунков, 15 таблиц и список литературы из 123 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Белоусов, Сергей Владимирович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Использование малогабаритной экспериментальной установки МЭУ-720 при трамбовании лессового просадочного грунта по одному следу не приводит к достаточному уплотнению толщи, а также развитию зоны деформаций в различных направлениях. Напротив, формируется жесткое грунтовое ядро с размерами примерно равными диаметру трамбовки. По мере увеличения воздействия на него динамической нагрузки оно превращается в так называемый клин, который при понижении раздвигает граничащий с ним грунт. Происходит частичное уплотнение грунта в радиальном направлении. Однако это не дает общих представлений об уплотнении массива в целом.

2. При трамбовании лессового просадочного грунта с перекрытием отпечатков в обе стороны происходит более качественное уплотнение. Результаты трамбования с перекрытием отпечатков наиболее точно отражают процессы, возникающие в уплотняемом массиве, и могут быть применены при экспериментальном моделировании для сопоставления с результатами, полученными при уплотнении лессового просадочного грунта трамбовками повышенного веса 7. 10 тонн.

4. Результаты исследований показали, что трамбование возможно и в зимних условиях при отрицательной температуре окружающего воздуха. В результате замерзания поровой воды значительно повышаются силы сцепления в грунте, поэтому при уплотнении зимой грунт должен быть малой степени водонасыщения. Для уплотнения в таком состоянии необходимо увеличить количество затрачиваемой работы в целом и повысить динамические напряжения в грунте под воздействием удара. Трамбование производится после очистки уплотняемой площади от снега.

5. В пределах деформированной зоны можно выделить две зоны деформации: зону сжатия и зону сдвигов. Первая зона сжатия находится непосредственно под отпечатком. Она имеет небольшие размеры примерно равные (1-2)с1, где (1 — диаметр одного отпечатка. В этой зоне не происходит бокового смещения и уплотнение происходит как под центром, так и под его краем. Ниже зоны сжатия, захватывая всю ширину отпечатка, располагается зона сдвигов. Развитие этой зоны по глубине и ширине, расположение горизонтов с максимальным боковым смещением зависит от размеров общего отпечатка и его увеличения. В данном случае величина зоны сдвигов составляет от (1 до 2(1. Результаты исследований свидетельствуют о явном развитии в этой зоне касательных напряжений и их увеличении с глубиной.

6. Анализ напряженного состояния грунта при уплотнении показывает, что при статическом нагружении при повышении плотности грунтового основания путем трамбования наблюдается незначительный рост напряжений. Величина изменения напряжений зависит от глубины заложения мессдозы. С увеличением глубины уменьшаются величины напряжений. При динамическом приложении нагрузки на графиках, отражающих характер изменения напряжений, наблюдаются скачки в моменты нанесения ударов трамбовкой. С увеличением глубины заложения уменьшаемся динамическое воздействие от удара трамбовки на грунтовое основание. Резкое падение напряжений зафиксировано на глубинах, соответствующих 3-4 диаметрам трамбовки. Следовательно, именно на этих глубинах заканчивается зона влияния трамбования.

7. В пределах уплотненной зоны полностью ликвидируются проса-дочные свойства грунтов, увеличиваются такие важнейшие характеристики грунта как: плотность сухого грунта, модуль общей деформации, удельное сцепление и угол внутреннего трения. Создается прочное, устойчивое к водонасыщению грунтовое основание и кроме того, препятствующее замачиванию нижележащих слоев грунта за счет низкой водопроницаемости. Замачивание же уплотненных грунтов во время эксплуатации не приводит к резкому снижению прочностных и деформационных свойств. Изменение прочностных и деформационных характеристик зависит от технологии трамбования и технических параметров трамбовки. С увеличением диаметра трамбовки увеличивается качество уплотненного основания при условии трамбования при оптимальной влажности. С уменьшением природной влажности необходимо уменьшать диаметр трамбовки, увеличивать высоту ее сбрасывания и количество ударов по одному следу.

8. Уплотнение лессового грунта трамбовками с постепенным повышением контактных давлений приводит к коренному изменению его микроструктуры. Под влиянием динамического уплотнения идет интенсивное разрушение глобул и агрегатов, их "расплющивание", перемещение и сближение основных элементов лессового грунта - песчано-пылеватых частиц и глинистого материала. Формируется новая матричная структура, отличающаяся от природной минимальной и относительно однородной пористостью, более плотной упаковкой элементарных частиц. Формирование новой микроструктуры сопровождается повышением прочностных и деформационных характеристик лессового уплотненного грунта.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Белоусов, Сергей Владимирович, Барнаул

1. Абелев М.Ю., Цой A.B., Мынтыбаев Т.Д. Экспериментальные исследования уплотнения лессовых грунтов взрывами в сейсмических районах // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1994. - № 6. - С. 913.

2. Абелев Ю.М., Абелев М.Ю. Основы проектирования и строительства на просадочных макропористых грунтах. Изд-е 3-е, перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1979. 271 с.

3. Ананьев В.П. Методы искусственного улучшения лессовых пород // Вопросы исследования лессовых грунтов, оснований и фундаментов. Вып. 3. Ростов-на-Дону, 1972. - С. 3-7.

4. Ананьев В.П. Техническая мелиорация лессовых грунтов. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1976. - 120 с.

5. Ананьев В.П., Гончарова Л.В. О некоторых проблемах технической мелиорации грунтов // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. Ростов-на-Дону, 1983. -С. 6-10.

6. Ананьев И.В., Воляник Н.В. Уплотнение лессовых грунтов. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростов, ун-та, 1989. - 124 с.

7. Арефьев B.C., Швецов Г.И. Деформации сооружений на просадочных грунтах и меры по их предотвращению // Проектирование и строительство инженерных сооружений на макропористых лессовых грунтах: Материалы научн.-техн. совещ. Барнаул, 1972. - С. 145-152.

8. Багдасаров Ю.А. Комбинированный способ уплотнения просадэч-ных грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1994. - № 1. -С. 19-21.

9. Багдасаров Ю.А., Рабинович И.Г., Епанешников Л.О., Ханжин H.A. Уплотнение просадочных грунтов замачиванием с трамбованием в процессе просадки // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1991. -№4.-С. 8-10.

10. Багдасаров Ю.А., Фингеров С.Л. Применение новых способов уплотнения просадочных грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1994. - № 5. - С. 14-18.

11. Бобылев Л.М., Баринов Н.В., Герасименко Н.П., Шабардин А.К., Шилков В.А. Новое оборудование для уплотнения грунтов в промышленном и гражданском строительстве // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1985. - № 6. - С. 7-9.

12. Бондаренко В.И. Производственный опыт снижения сжимаемости просадочных грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов. -1973.-№5.-С. 29-30.

13. Бугров А.К. Полевые методы определения характеристик грунтов / Учебное пособие. Л.: Изд-во ЛПИ, 1984. - 43 с.

14. Васильева A.A. О прочностных свойствах уплотненных суглинков нарушенного сложения // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1986.-№3.-С. 26-27.

15. Власов Ю.В. К вопросу о физических основах поверхностного уплотнения грунтов тяжелыми трамбовками // Жилищно-гражданское строительство на лессовых просадочных грунтах в Новосибирске: Тез. докл. науч.-техн. конф. Новосибирск, 1975. - С. 27-30.

16. Галнцкнй В.Г. Исследования эффективности глубинного уплотнения просадочных грунтов на строительстве в г. Тольятти // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1970. - № 6. - С. 24-26.

17. Галицкий В.Г., Круглов И.Н. Опыт уплотнения лессовых просадочных грунтов на строительстве в г. Тольятти // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1970. - № 4. - С. 17-19.

18. Гильман Я.Д. Некоторые особенности проектирования оснований и фундаментов на лессовых грунтах // Проектирование и строительство инженерных сооружений на макропористых лессовых грунтах: Материалы научн.-техн. совещ. Барнаул, 1972. - С. 35-36.

19. Гильман Я.Д. Некоторые результаты исследования механических свойств лессовых грунтов // Вопросы исследования лессовых грунтов, оснований и фундаментов. Вып. 3. Ростов-на-Дону, 1972. - С. 57-65.

20. Гильман Я.Д. Основания и фундаменты на лессовых просадочных грунтах. Ростов-на-Дону, 1991. - 217 с.

21. Гильман Я.Д.,Ананьев В.П. Строительные свойства лессовых грунтов и проектирование оснований и фундаментов. Ростов-на-Дону, 1971.- 132 с.

22. Гильман Я.Д., Логутин В.В., Черкасов С.И. Рекомендации по совершенствованию методов проектирования на основе опыта строительства на лессовых грунтах // Инженерная геология лессовых пород: Тез. докл. Всес. совещ. Кн. 2. Ростов-на-Дону, 1989. - С. 34-35.

23. Гильман Я.Д., Смирнов И.И., Меркулова К.А. Особенности оценки показателей прочности лессовых просадочных грунтов оснований и фундаментов // Фундаментостроение в сложных грунтовых условиях: Тез. докл. Всес. совещ. Алма-Ата, 1977. - С. 120-121.

24. Голли A.B. Методика измерения напряжений и деформаций в грунтах / Учебное пособие. JL: Изд-во ЛИСИ, 1984. - 53 с.

25. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 25 с.

26. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. М.: Изд-во стандартов, 1997. -54 с.

27. ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения. М.: Из-во стандартов, 1997. - 12с.

28. ГОСТ 23161-78. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 10 с.

29. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1996. - 31 с.

30. Грабовска-Ольшевская Б., Осипов В.И., Соколов В.Н. Атлас микроструктур глинистых пород. Изд-во Наука. Варшава, 1984. - 414 с.

31. Григорян A.A. О строительстве на лессовых грунтах И Основания, фундаменты и механика грунтов. 1991. - № 1. - С. 24-26.

32. Григорян A.A., Чиненков Ю.А. Механическое уплотнение грунтов в основании набивных свай // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. Ростов-на-Дону, 1983.-С. 138-139.

33. Дыховичная H.A., Крутов В.Н. Строительство нового района г. Тольятти на просадочных грунтах // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1976.-№4.-С. 7-11.

34. Евгеньев И.Е., Хусаинов И.Д. О влиянии микроструктуры глинистого грунта на изменение его свойств при уплотнении // Закрепление иуплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. со-вещ. Ростов-на-Дону, 1983. - С. 141.

35. Ильичев В.А., Багдасаров Ю.А., Быцутенко О.В., Гайдуков А.Н. Уплотнение просадочных грунтов трамбовкой массой 80 т // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1990. - № 2. - С. 12-14.

36. Канаков Г.В., Прохоров В.Ю. Экспериментальные исследования нап-ряженного состояния лессовых грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1981. - № 2. - С. 18-20.

37. Кириллов Ю.А. Газовзрывной метод глубинного уплотнения просадочных лессовых грунтов // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. Ростов-на-Дону, 1983. - С. 144-146.

38. Корольков В.Н., Мухамедов У.С. Метод ускоренного уплотнения просадочных грунтов с применением струйной технологии // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1991. - № 1. - С. 15-16.

39. Косте Ж., Санглера Г. Механика грунтов: Практ. курс / Пер. с франц. В.А.Барвашова; Под ред. Кулачкина. М.: Стройиздат, 1981. - 455 с.

40. Костельов М.П. Уплотняющая способность трамбовок тяжелого типа // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. Ростов-на-Дону, 1983. - С. 146.

41. Крутов В.И. Расчет фундаментов на просадочных грунтах. М., 1972.- 171 с.

42. Крутов В.И. Развитие метода глубинного уплотнения просадочных грунтов пробивкой скважин // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. Ростов-на-Дону, 1983. - С. 147-149.

43. Крутов В.И. Выбор методов уплотнения просадочных (лессовых) и насыпных грунтов //Основания, фундаменты и механика грунтов. 1992. - № 2. - С. 5-8.

44. Крутов В.И., Булгаков В.И., Короткова О.Н. Влияние степени повышения влажности на относительную просадочность и уплотнение грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1980. - № 1. - С. 19-21.

45. Крутов В. И., Кагай В. К., Шадчинев Б.Е. Уплотнение просадочных грунтов ограниченным замачиванием и глубинными взрывами // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1988. - № 3. - С. 18-20.

46. Крутов В.И., Левонтин Н.Б., Бибишев М.Ш., Мухрыгин И.Ф. Уплотнение фунтов на строительстве в Набережных Челнах // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1981. - № 4. - С. 4-7.

47. Крутов В.И., Рабинович И.Г. Деформационные и прочностные характеристики уплотненных лессовых пород // Возведение фундаментов на просадочных грунтах Сибири методом вытрамбовывания: Сб. науч. тр. / СибЗНИИЭП. Новосибирск, 1976. - С. 15-20.

48. Ларионов А.К. Инженерно-геологическое изучение структуры рыхлых осадочных пород. М.: Недра, 1966. - 328 с.

49. Лессовые породы СССР. Т. 1. Инженерно-геологические особен-но-сти и проблемы рационального использования / Под ред. Сергеева Е.М., Лари-онова А.К., Комиссаровой H.H. М., 1986. - 273 с.

50. Лессовые породы СССР. Т. 2. Региональные особенности / Под ред. Сергеева Е.М., Быковой B.C., Комиссаровой H.H. М., 1986. - 276 с.

51. Лунев А.Г., Багдасаров Ю.А., Гайдуков А.Н., Арабаджи Н.Ф. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1988. - № 3. - С. 7-9.

52. Маринеску К. Модифицированный способ интенсивного динамического уплотнения слабых грунтов. // Основания, фундаменты и механика грунтов.- 1986.- N 2.- с 26-28.

53. Маркин Б.П. Влияние начальной плотности на эффект уплотнения лессовых грунтов тяжелыми трамбовками // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1971. - № 5. - С. 32-34.

54. Маркин Б.П. Об изменении деформативных характеристик лессовых грунтов в процессе уплотнения тяжелыми трамбовками // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1972. - № 4. - С. 22-23.

55. Минаев О.П. Погружение свай и уплотнение грунтов двухмасс-ными молотами и трамбовками свободного падения: Автореф. дис. . канд. техн. наук Ленинград, 1988. - 19 с.

56. Минаев О.П., Савинов O.A. Перспективы применения тяжелых двухмассных трамбовок для уплотнения грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1990. - № 4. - С. 9-12.

57. Осипов В.И. Природа прочностных и деформационных свойств глинистых пород. М.: Изд-во МГУ, 1979. -232 с.

58. Основания и фундаменты: Справочник / Под ред. Г.И. Швецова. -М.: Высшая школа, 1991. 383 с.

59. Платонов Е.В. Поверхностное уплотнение просадочных грунтов в строительной практике // Основания, фундаменты и механика грунтов. -1963.-№3.-С. 13-14.

60. Пономаренко Ю.Е. Динамическое уплотнение грунтов в строительстве. // Механизация строительства.- 2002.- N 3.- с 11-13.

61. Полищук А.И. О пределах применимости теории линейно-деформируемой среды к расчету фундаментов на лессовых грунтах // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1982. - № 4 - С.21-25.

62. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) / НИИОСП им. Герсеванова. М.: Стройиздат, 1986. -415 с.

63. Прочностные характеристики уплотненных лессовых пород Молдавии // Инженерная геология лессовых пород. Кн. 2: Тез. докл. Всес. совещ. Ростов-на-Дону, 1989. - С. 82-84.

64. Пряник П.К. Исследование уплотнения грунтов оснований тяжелыми трамбовками // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1965. -№ 2. - С. 6-7.

65. Рабинович И.Г., Багдасаров Ю.А., Руденко Н.И., Антонюк В.Г., Евтушенко С.И., Мавроди В.Х. Уплотнение просадочных грунтов сверхтяжелой трамбовкой на строительстве больничного комплекса // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1991. - № 1. - С. 2-4.

66. Рабинович И.Г., Клемешев В.Н., Карамзин В.Е. Исследования колебаний грунта при трамбовании сверхтяжелой трамбовкой // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1987. - № 1. - С. 17-19.

67. Рабинович И.Г., Уринов М.И. Особенности развития просадки лессовых грунтов во времени // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1974. -№ 5. - С. 34-35.

68. Рабинович И.Г., Филатов А.И., Бухаров В.Е. Вытрамбовывание котлованов в водонасыщенных глинистых грунтах // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. -Ростов-на-Дону, 1983. С. 159-161.

69. Рапопорт С.Г., Зиангиров P.C. Исследование взаимосвязи деформационных и физических показателей различных генетических типов глинистых грунтов // Вопросы инженерной геологии и грунтоведения. М.: Изд-во МГУ, 1973. - Вып. 3. - С. 99.

70. Руденко A.A., Барсукова Т.А. Особенности проявления проса-дочных свойств грунтов при замачивании горячей водой // Инженерная геология лессовых пород. Кн.1: Тез. докл. Всес. совещ.- Ростов-на-Дону, 1989.-С. 38-39.

71. Руководство по проектированию и устройству фундаментов в вытрамбованных котлованах / НИИОСП им. Н.М.Герсеванова. М.: Стройиз-дат, 1981.-58 с.

72. Садэтова Э.М. Исследование деформационных свойств лессовых грунтов в полевых условиях // Вопросы исследования лессовых грунтов, оснований и фундаментов. Вып. 3. - Ростов-на-Дону, 1972. - С. 69-75.

73. Сальников Б.А., Шаевич Я.Е., Чарушников И.Г. Исследование несущей способности уплотненных грунтов // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1966. № 3. - С. 23-25.

74. Семушкина JI.A. Исследование деформаций просадочных лессовых грунтов при электроискровом уплотнении // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. -Ростов-на-Дону, 1983. С. 161-163.

75. Слонов В.Г., Исраилов С.И. Исследование особенностей процесса уплотнения грунтов в стесненных местах строительства // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. Ростов-на-Дону, 1983. - С. 164-166.

76. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений / Госстрой России. М.: ГУПЦПП, 1999. - 48 с.

77. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты/ Госстрой СССР. М.: ЦНИИОМТП Госстроя СССР, 1988. - 66 с.

78. Уплотнение просадочных грунтов. Под общ. ред. В.И.Крутова, М., Стройиздат, 1974. 207 с.

79. Фролов H.H., Кириллова Т.Н. Некоторые особенности уплотненных газовзрывным способом лессовых грунтов // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: Тез. докл. на X Всес. науч.-техн. совещ. -Ростов-на-Дону, 1983. С. 170-171.

80. Цытович H.A., Абелев М.Ю., Сидорчук В.Ф., Полищук А.И. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния лессовых грунтов в основании жестких штампов // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1979. - № 3. - С. 17-19.

81. Чарушников И.Г., Шаевич Я.Е. Прочностные характеристики уплотненных просадочных грунтов Новосибирска // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1966. - № 5. - С. 10-11.

82. Черепанов Б.М. Комплексные исследования лессового грунта, уплотненного трамбовками повышенного веса: Автореф. дис. . к.тех. наук.- Барнаул, 1998.- 156 с.

83. Шаевич Я.Е. Просадочность лессовых пород в связи с цикличностью их накопления // Жилищно-гражданское строительство на лессовых просадочных грунтах в Новосибирске: Тез. докл. науч. техн. конф. -Новосибирск, 1975. С. 11-14.

84. Шаров В.И., Тофанюк Ф.С., Швецов Г.И. О корреляционных зависимостях между отдельными физико-механическими свойствами лессовых пород Новосибирского Приобья // Сб. науч. тр. Томск: Изд-во ТГУ, 1967.-Т. XII.-С. 43-45.

85. Швецов Г.И. Деформируемость лессовых пород Верхнего Приобья. Учебное пособие.- Барнаул, 1980. С. 117-126.

86. Швецов Г.И. Лессовые породы Западной Сибири и методы устройства оснований и фундаментов: Моногр. Г.И. Швецов -М: Высшая школа, 2000.-244с.

87. Швецов Г.И. Инженерно-геологическая природа и закономерности деформирования лессовых пород (на примере юга Западно-Сибирской плиты): Автореф. дис. докт. геол.-мин. наук. Иркутск, 1991. - 43 с.

88. Швецов Г.И., Вяткина Е.И. Изменение микроструктуры лессового грунта при уплотнении его тяжелыми трамбовками // Вестник отделения строительных наук. Вып. 1. - М., 1996. - С. 116-118.

89. Швецов Г.И., Вяткина Е.И. Микроструктурные исследования лессового грунта, уплотненного тяжелыми трамбовками // Лессовые просадочные грунты: исследования, проектирование и строительство: Тез. докл. Междун. науч.-практ. конф. Барнаул, 1996. - С. 54-56.

90. Швецов Г.И., Соколов В.Н. Изменение микроструктуры лессовых пород под влиянием механических воздействий // Инженерная геология. 1990.-№ 6. - С. 41-49.

91. Швецов Г.И. Черепанов Б.М. Новая технология создания высокопрочных грунтовых оснований. Ползуновский альманах. — Барнаул, 1998. №1 - С.27-29.

92. Швецов Г.И., Черепанов Б.М. Уплотнение грунтов тяжелыми трамбовками как один из эффективных методов подготовки оснований. Архитектура и Строительство Сибири. Новосибирск, 2002. - №4 - С. 1617.

93. Югай O.K., Балабанова А.П. Уплотнение лессовых просадочных грунтов замачиванием с последующим трамбованием // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1995. - № 2. - С. 15-17.

94. Якобсон Д.К., Шаевич Я.Е. Из практики подготовки оснований на просадочных грунтах в г. Новосибирске // Проектирование и строительство инженерных сооружений на макропористых лессовых грунтах: М?.те-риалы научн.-техн. совещ. Барнаул, 1972. - С. 108-111.

Информация о работе

Белоусов, Сергей Владимирович
кандидата технических наук
Барнаул, 2005
ВАК 25.00.08

Диссертация

Влияние различных факторов на устойчивость и надежность лессовых грунтов, уплотненных трамбовками повышенного веса - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы