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

существующих в настоящее время методов прогноза осадок фундаментов на оттаивающих грунтах, первое слагаемое (Ah) есть так называемая осадка оттаивания, не зависящая от величины внешнего давления, а второе слагаемое {ahp) - известное из общей механики грунтов выражение для стабилизированной осадки слоя грунта при сплошной нагрузке, непосредственно зависящее от величины уплотняющей нагрузки и носящее название осадки уплотнения при оттаивании.

Дальнейшие опыты были поставлены при больших, чем рассмотренные выше, величинах внешних давлений на оттаивающие грунты и оказалось, что зависимость eoTT = f(p) криволинейна лишь при давлениях свыше 3 кГ/см для глинистых грунтов и 5 кГ/см для крупноскелетных и песчаных.

Следует отметить, что на практике для оттаивающих грунтов весьма редко допускаются указанные здесь высокие давления, а значительно чаще они бывают меньшей величины, что дает возможность принимать зависимость еотт=/(/?) линейной.

В случае же больших давлений на оттаивающие грунты нами была предложена следующая зависимость для относительной осадки оттаивающих мерзлых грунтов вотт

Рис. 109. Зависимость относительной осадки мерзлых грунтов при оттаивании ботг от величины внешнего давления р

{VIA)

где Ъ - параметр, названный нами коэффициентом упрочнения оттаивающего грунта; рл - давление, соответствующее линейной части уравнения еотт = /(р); гп-параметр нелинейности, определяемый опытом.

Для установления наиболее приемлемой методики определения расчетных коэффициентов основного уравнения (VI.2) или (VI.3), а именно: коэффициента оттаивания А и коэффициента относительного уплотнения при оттаивании а, и уточнения общей зависимости еотт=/(р) Е. П. Шушериной* были поставлены специальные опыты, которые дали следующие результаты.

1. На основании строгой статистической обработки достаточно большого числа опытов по исследованию осадок мерзлых грунтов

*Е. П. Шушерина. К методике определения коэффициента оттаивания и коэффициента уплотнения мерзлых грунтов при оттаивании. Сб. Х9 1 и 2 «Материалы по лабораторным исследованиям мерзлых грунтов под руководством Н. А. Цытовича», Изд. АН СССР, 1953 и 1954.

при оттаивании, с большой степенью вероятности (при коэффициенте статистической корреляции /?= l,00-f-0,96) для оттаиваюпхих грунтов до давлений в 3-4 кГ/см полностью справедлива только линейная зависимость еотт = !{р)-

Так, для мерзлой ленточной глины коэффициент корреляции до давлений 4,0 кГ/см оказался равным i?= 1,000, а для покровного суглинка при том же давлении 7? = 0,960, но при меньших давлениях (примерно до 2,5 кГ/см) также равнялся У?= 1,000; для мерзлого песка при давлениях до 4-5 кГ/см 7?= 1,000. Определение же статистической «реальности» (ио уравнению /7г~1,где т - число наблюдений) установленной линейной зависимости оказалось во всех случаях больше трех, что показывает на полную ее обоснованность.

Поэтому в практических целях с достаточной точностью можно ограничиться при расчете относительных осадок оттаивающих грунтов двумя первыми членами уравнения (VI.4).

2. При опытном определении коэффициента оттаивания А и коэффициента уплотнения при оттаивании а необходимо учесть, что обе эти величины входят неизвестными в одно уравнение (VI.3), и поэтому для строгого определения их необходимо испытывать на осадку при оттаивании два идентичных монолита вечномерзлого грунта при разной величине внешнего давления *. Тогда будем иметь:

s = Ah-\-ahp S2 - Ah-\-ahp2 откуда при р2>р1 получим:

hiP2~Pi) \ (VI.5)

Однако на практике иногда весьма трудно подобрать даже два одинаковых образца мерзлого грунта естественной структуры. Поэтому, как это было предложено автором и проверено опытами Е. П. Шушериной, в этом случае для приближенного определения коэффициентов А и а можно поступать следующим образом. Вначале испытывают мерзлый грунт на осадку при оттаивании под весьма небольшим давлением (например, при р0,1 кГ/см), Тогда в формуле (VI.3) вторым членом правой части можно пренебречь, т. е.

soiAh,

откуда

Л;-, (VI.6)

*Н. А. Цытович, И. Н. Вотяков, В. Д. Пономарев. Методические рекомендации по исследованию осадок оттаивающих грунтов. Изд-во АН СССР, 1961.

где 50,1 - осадка оттаивающего грунта при незначительном внешнем давлении.

Величина же коэффициента оттаивания а с достаточной для практических целей точностью может быть определена по результатам определения осадок при первой после оттаивания нагрузке, когда грунт будет еще неуплотнившимся.

Тогда для вычисления относительного коэффициента оттаивания будем иметь выражение

(VI.7)

где Asi - увеличение осадки под действием первой после оттаивания ступени нагрузки р\.

§ 4. Определение полной стабилизированной осадки фундаментов на оттаивающих грунтах

В настоящем параграфе мы рассмотрим только осадки мерзлых грунтов при оттаивании, т. е. деформации уплотнения, а не пластического выдавливания, которые могут иметь место при просадках сильнольдистых грунтов при их оттаивании с одновременной загрузкой от веса возводимых на них сооружений.

Чтобы просадки оттаивающих грунтов в основаниях сооружения не имели места, давление от фундаментов сооружения должно быть не более нач ркр - формулы (IV.11), (IV.13) или (IV.14) и значительно меньше предРкр -формулы (VI.15)-f-(VI.18) при значениях прочностных показателей сопротивлений сдвигу, определенных опытным путем для оттаивающих грунтов (по данным сцепления оттаявшего грунта Cqtt и углу внутреннего трения оттаявшего грунта фотт).

Как показано рядом исследований (Н. К. Захарова, Е. П. Шушериной, нашими и др.), для грунтов после их промерзания и последующего оттаивания, особенно если при замерзании они приобрели слоистую и сетчатую текстуру, снижение сопротивления сдвигу (этого основного прочностного показателя грунтов) достигает до 5 раз, для мерзлых же грунтов массивной текстуры снижение сопротивления сдвигу может и не наблюдаться.

Зо всяком случае, при оттаивании резко (во много раз) уменьшается сцепление грунтов и всегда Сотт<ССмерз, тогда как угол внутреннего трения ф может и незначительно изменяться при оттаивании, особенно для крупноскелетных и песчаных грунтов, причем

фоттф.

Поэтому при прогнозе осадок фундаментов на оттаивающих грунтах прежде всего необходимо определить величину безопасного давления (по найденным непосредственными опытами величинам СоттИфотт и формулам для начркр и предркр), при котором оттаивающие грунты в основаниях фундаментов будут находиться под нагрузкой от фундаментов лишь в фазе уплотнения, т. е. будут уплотняться, а не выдавливаться в стороны.