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

и 3) постепенного приближения сопротивления сдвигу к некоторой постоянной, устойчивой величине Тус, что наблюдается при достижении деформацией некоторой предельной для данных грунтов величины.

Как показали соответствующие опыты *, таким предельным значением деформации беспрерывного сдвига при определении «устойчивой величины смерзания» для льдистых глинистых грунтов (пылеватых супесей и суглинков) является величина, равная 10 мм.

Величина максимальных сил смерзания (наивысшая точка кривой, рис. 42), как показано Ю. Д. Дубновым может приниматься в качестве расчетной характеристики касательных сил пучения лишь для начального периода действия сил пучения на фундамент, когда не нарушается еще прочность смерзания грунта с фундаментом и при высоте слоя промерзшего грунта не более 0,3 м (в условиях Сковородино).

Средняя же величина касательных сил пучения, как было рекомендовано Б. И. Далматовым *** на основании лабораторных и полевых опытов, практически равна устойчивой прочности смерзания (точнее установившемуся сопротивлению движения стойки, вмороженной в грунт, по мерзлому грунту), а именно:

(П. 16)

Рис. 42. Кривая изменения во времени сопротивления сдвигу грунта по поверхности вмороженной в грунт модели стойки

Соотношение (11.16) в настоящее время может быть рекомендовано для применения на практике.

Дальнейшие детальные исследования Б. И. Далматова и других (например, ВНИИ Трансстроя) показали, что установившееся сопротивление сдвигу мерзлого грунта по фундаментной стойке зависит в первую очередь от (величины отрицательной температуры (-в° С), возрастая с ее понижением, и при не очень низкой температуре (примерно до -15° С) эта зависимость может быть принята линейной, а именно:

(И.17)

* Н. А. Цытович [и др.]. «Материалы по лабораторным исследованиям мерзлых грунтов». Сб. 1. Изд-во АН СССР, 1953.

Ю. Д. Дубнов. Лабораторные исследования касательных сил пучения. Труды ВНИИ Трансстроя, вып. 62, 1967.

*** Б. И. Далматов. Воздействие морозного пучения грунтов на фундаменты сооружений. Госстройиздат, 1957.

где с и Ь -параметры линейной зависимости Тус=/(0); (6) - абсолютное значение отрицательной температуры °С.

Для различных грунтов были получены следующие величины па-раметров смЬ:

Б. И. Далматовым

для мореного суглинка с=0,5; 6 = 0,12

для пылеватого суглинка с=0,4; 6 = 0,10

для пылеватой тяжелой супеси с=0,4; 6 = 0,16 Ю. Д. Дубновым

для сковородинского пылеватого суглинка с=0,346; 6=0,147 В. И. Пусковым

для лёссовидной супеси с=0,7; 6 = 0,22

для лёссовидного пылеватого суглинка с=0,5; 6=0,18

Таким образом, среднее значение параметров льдистых пыле-, ватых глинистых грунтов (суглинков и супесей) может быть принято равным с = 0,4-~0,7/сГ/сж" и 6 = 0,l-f-0,2 кГ/см-град,

Величина устойчивой прочности смерзания, точнее устанонib-шегося сопротивления сдвигу грунтов по материалу фундамен-

30 40 50 60

Рис. 43. Зависимость устойчивого сопротивления смерзания Тус пылеватого суглинка с деревом от суммарной влажности мерзлого грунта по опытам Ю. Д. Дубнова

тов, нелинейно зависит от влажности (льдистости) грунтов (рис.

43), и при из-менении ее имеет максимум, что впервые для сопротивления мерзлых грунтов сдвигу было установлено М. Л. Шейко-вым* еще в 1935-1936 гг. Приведенные значения устойчивых сил смерзания грунтов с материалом фундаментов (а следовательно, и касательных сил морозного пучения грунтов) относятся к однородному слою грунта для случая постоянной по всей его глубине отрицательной температуры. В естественных же условиях величина отрицательной температуры в промерзающих грунтах не постоянна, а меняется от максимума у свободной поверхности грунта до незначительной температуры замерзания поровой воды у фронта промерзания. В зависимости от температуры будет меняться и величина касательных сил пучения (устойчивых сил смерзания), что необходимо учитывать** при расчете фундаментов на выпучивание.

Предста!вляет интерес фактическое распределение касательных сил морозного пучения по глубине, действующих на окруженные

* М. Л. Шейков. Сопротивление сдвигу мерзлых грунтов. Сб. I и II «Лабораторные исследования механических свойств мерзлых грунтов под руководством Н. А. Цытовича». Изд-во АН СССР, 1936.

** Н. А. Цытович. К вопросу расчета фундаментов сооружений, возводимых на вечной мерзлоте. Труды Гипромеза, вып. 2, 1928.

промерзающим грунтом стойки, и их изменения во времени, что впервые было получено Б. И. Далматовым на Игарке с помощью специальных месдоз *. Дальнейшие усовершенствования методики предложены К. Е. Егеревым для лабораторных условий и К. Е. Еге-ревым и А. А. Жигульским - для полевых. К. Е. Егеревым для исследования величины и распределения касательных сил морозного пучения в фундаментных стойках (сваях) была разработана специальная установка «свая-прибор», изготовленная в виде трубы из листового дюралюминия, упругие деформации которой, возникающие от морозного пучения окружающего ее грунта, определялись путем измерения изменений омического сопротивления, наклеенных кар-бомидным клеем на внутреннюю поверхность трубы (или на специальные передаточные кронштейны) электротензодатчиков **. По результатам измерений вычислялась суммарная величина касательных сил пучения, а по ней и величина относительных сил пучения Tz, выраженных в кГ/пог-см периметра стойки.

Как пример на рис. 44 (из книги В. О. Орлова) приведены полученные К. Е. Егеревым кривые распределения относительных касательных сил морозного пучения, действующих на сваю, окруженную замерзающим пылеватым суглинком (район г. Игарки).

Из рассмотрения приведенных на рис. 44 эпюр распределения касательных сил морозного пучения, действующих на стойку, окруженную замерзающим грунтом, вытекают следующие выводы: а) максимум относительных сил пучения tz кГ/см, возникая близко от поверхности грунта, с увеличением глубины промерзания перемещается вниз по направлению к границе промерзания, достигая до 2/3 глубины промерзания; б) с понижением температуры промерзшего слоя грунта наблюдается нарастание средней удельной величины касательных сил морозного пучения Тпуч кГ/см, а с возрастанием перемещений мерзлого грунта по стойке - релаксация (расслабление) сил морозного пучения; в) за величину удельных (на единицу площади смерзания) касательных сил морозного пучения (по С. С. Вялову*** и В. О. Орлову) можно принимать величину длительного сопротивления сдвигу тдл кГ/см мерзлого грунта по материалу фундаментов (точнее предельно длительного сопротивления сдвигу. - Н. Ц.).

Триведем некоторые значения удельной величины касательных сил морозного пучения Тпуч кГ/см, полученных в результате обобщения многолетних полевых и лабораторных исследований на Игарской научно-исследовательской станции**** для суглинисто-супесчаных грунтов района Игарки при суммарной влажности их W30% (табл. 8).

* См. сноску на стр. 95.

** К. Е. Е г е р е в. Электрический метод определения касательных реакций, распределенных по боковой поверхности вмороженной в грунт нагруженной сваи. Труды Института мерзлотоведения АН СССР, т. XIV, 1958. *** См. сноску на стр. 69. **** См. сноску **** на стр. 86.

4-1362 97