Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

{1940 г.) * в специальном полевом опыте определил силу выпучивания деревянных стоек (методом погашения сил выпучивания внешней нагрузкой) и за отсутствием детальных данных 6 глубине промерзания, распределении сил по поверхности смерзания и пр. отнес полученную силу выпучивания к единице периметра фундамента. Отмеченные, а также и другие опыты (до конца 40-х гг.) относились, главным образом, к определению общей силы выпучивания при промерзании грунтов вокруг фундаментных стоек, не разделяя ее на нормальные и касательные силы. Кроме того, опыты были единичными и малого масштаба.

Лабораторные исследования нормальных сил морозного пучения грунтов впервые были поставлены, по-видимому, в ЛИСИ Н. Н. Мора-рескулом ** под руководством автора настоящей работы и на основании опытов на специальном стенде с балочным динамометром показали, что нормальные силы морозного пучения грунтов могут достигать значительной величины (порядка 5-8 кГ/см и более) и зависят не только от жесткости конструкции, сопротивляющейся нучению, и величины внешней нагрузки, но и от податливости подстилающих слоев

Вертикальные нормальные силы морозного пучения, действующие на подошву фундаментных столбов при промерзании грунта под ними, в 1958 г. в полевых условиях, по-видимому впервые, были получены В. О. Орловым****; на них мы и остановим наше внимание.

Измерения нормальных сил пучения проводились с помощью специальной месдозы-штампа площадью 200 см, соприкасающейся

План

Рис. 36. Схема установки месдозы в грунте при определении нормальных сил морозного пучения:

7 - месдоза; 2 - анкер, заложенный в вечномерзлые грунты; 3 - стальные стержни; 4 - трубки, удерживающие месдозу в неподвижном положении; 5 - закрепляющие гайки; 6 - держатель мессуры; 7 - мессура; 8 - верхняя поверхность вечномерзлых грунтов

* Н. и. Быков, П. Н. К а п т е р е в. Вечная мерзлота и строительство на ней. Трансжелдориздат, 1940.

** Н. Н. Морарескул. Исследование нормальных сил пучения грунтов. Диссертация, Лиси, 1950.

*** Б. И. Далматов, Н. Н. Морарескул. Исследование нормальных сил пучения ленточной глины при замерзании. Труды ЛИСИ, вып. И, 1951.

**** В. О. Орлов. Криогенное пучение тонкодисперсных грунтов. Изд-во АН СССР, 1962.

с подошвой опытной стойки-прибора (рис. 36). По прогибу стальной пластины месдозы определялась суммарная величина нормальных сил морозного нучения, действующих на подошву месдозы. Одновременно с измерением силы пучения определялась мощность промерзшего слоя грунта под подошвой месдозы, его минимальная температура и скорость пучения грунта под месдозой.

На рис. 37 и 38 приведены кривые изменения нормальных сил морозного пучения глинистых грунтов, находящихся до замерзания в пластичном состоянии *.

Месдоза, изменения усилий в которой показаны на рис. 37, была заложена на глубине 1,65 м (при глубине залегания вечномерз-

6п,К1/СМ J0

io{mi

20 (WO) -J0(210) Щ220) 50(230) -60(20) 70(250) 80(260)

Рис. 37. Изменения во времени нормальных сил морозного пучения сГп и глубины \ промерзания грунтов (супеси пылеватой тяжелой) под подошвой стоек (по данным В, О. Орлова)

лых грунтов на этой опытной площадке в 4,5 ж); месзода, соответствующая рис. 38, была установлена на глубине 0,62 причем в летний период слой ежегодного промерзания на этой площадке был пропарен до толщи вечномерзлых грунтов, залегающей на глубине 1,70 м.

Кроме отмеченных опытных стоек-приборов, были установлены еще две стойки с глубиной расположения месдоз на глубине 1,09 и 1,91 ж.

На установке с глубиной заложения месдозы на 1,09 ж было зафиксировано, что уже при глубине промерзания грунта под подошвой месдозы на 0,18 ж величина нормальных сил морозного пучения равнялась 1,6 kFjcm и продолжала расти при дальнейшем увеличении слоя мерзлого грунта под подошвой месдозы, а при глубине промерзания в 0,67 м она достигла величины 47 кГ/см,

См. сноску **** на стр. 86, табл. 3.

Увеличение нормальных сил пучения, по-видимому, продолжалось и далее, но месдоза была проградуирована только до 50 кПсм.

Результаты опытов В. О. Орлова по замеру нормальных сил морозного пучения грунтов, замерзающих под подошвой фундаментов, приведены в табл. 7 в несколько сокращенном виде (для трех опытных стоек).

Конечно, приведенные данные следует рассматривать как приближенные, дающие лишь порядок величин нормальных сил морозного пучения, возникающих при промерзании под подошвой

фундаментов дисперсных грунтов

при весьма ограниченной возможности их объемного расширения.

Согласно данным, приведенным в табл. 7, величина нормальных сил морозного пучения (по результатам полевых опытов) при определенных условиях может достигать огромной величины - порядка 50 кГ\см и более. Как показывают наблюдения за объемом массива грунта, обеспечивающего формирование величины нормальных сил морозного пучения, он значительно превосходит по площади подошву фундамента, что обусловливается прочностью структурных связей промерзшего грунта*. Однако остается невыясненной велтйчина объема грунта, сопротивляюще-Рис. 38. Изменение во времени нор- гося сжатию ПОД действием реак-

мальных сил морозного пучения Оп „„л .

и глубины I промерзания грунтов ДИИ ОТ нормальных СИЛ морозного (суглинка пылеватого тяжелого) под пучения, И целый ряд Других об-подошвой стоек (по данным В. О. Ор- стоятельств, не говоря уже о ме-*°) тодике измерений, учете влияния

на показания приборов метеорологических факторов и т. п., что требует дальнейшего изучения и учета.

Как общий вывод из результатов приведенных полевых, а также и лабораторных опытов по изучению нормальных сил морозного пучения грунтов вытекает известное в фундаментостроении положение о том, что закладывать фундаменты сооружений выше глубины сезонного промерзания грунтов ни в коем случае не следует, так как в противном случае неизбежно возникающие нормальные силы морозного пучения (к тому же в разных местах разные) вызовут совершенно недопустимые деформации сооружений.