Установление закономерностей проявления явления анизотропии морозного пучения грунтов при различных температурных воздействиях. Учет морозного пучения при моделировании напряженно-деформированного состояния в системе "промерзающее основание – сооружение".
Аннотация к работе
Ввиду длительности строительства котлованных сооружений, составляющих иногда не менее нескольких лет, крепления котлованов и грунт с тыльной стороны выработок подвергаются замерзанию и сопровождающему его морозному пучению. Заметим, что, строго говоря, любое присутствие зданий и сооружений, ввиду разницы в теплопроводности материалов конструкций и грунтов, наличия подвалов и приямков и т.п., всегда ведет к неоднородности распределения температурных полей. В случае присутствия нескольких фронтов промерзания следует ожидать проявления деформаций пучения соответствующих направлений и сопутствующих им деформаций, обусловленных анизотропией. Очевидно, проявление этих деформаций будет ощутимо влиять на напряженно-деформированное состояние (НДС) системы «неодномерно промерзающее основание - сооружение». Развитием численного подхода к моделированию процессов промерзания и пучения являлась программа FREEZE (авторы Фадеев А.Б., Сахаров И.И., Репина П.И.), разработанная в 90-х годах 20-ого столетия.Теоретически обоснована необходимость учета коэффициента анизотропии морозного пучения при промерзании грунтов Его мерой является коэффициент анизотропии пучения, вычисляемый по выражению: (1) где ?гор и ?верт - горизонтальная и вертикальная составляющая деформаций пучения. Однако в указанные программы коэффициент анизотропии вводится в виде конкретных, полученных в ходе частных определений, значений, а методика его использования и влияние на конечное НДС неизвестно. Однако и существенно меньшие положительные значения коэффициента анизотропии морозного пучения ведут к увеличению усилий в распорке в несколько раз. промерзание грунт пучение деформирование Зависимости значений коэффициента анизотропии пучения от различных факторов приведены на графиках рис.Анализ существующих методов оценки деформации морозного пучения при неодномерном промерзании показывает, что в большинстве методик авторы включают в расчет коэффициент анизотропии морозного пучения, однако экспериментально этот коэффициент не исследован. Лабораторные исследования, проведенные на малых образцах, показали, что на значение коэффициента анизотропии морозного пучения существенное влияние оказывают влажность, гранулометрический состав грунта (содержание глинистых частиц) и температура. Анализ и обработка данных лабораторных испытаний на основе теории планирования многофакторных экспериментов позволили определить коэффициент анизотропии морозного пучения, который в первом приближении имеет вид: .