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

y -объемный вес грунта, облегченный весом вытесненной воды; р - внешняя нагрузка от фундаментов сооружения. Осадка уплотнения мерзлого грунта в процессе его оттаивания при одновременном действии постоянной местной нагрузки, т. е. при

будет равна •

S2t=a

1 . ,2 1 М/

,2 1

2 2 2Дэ

(VI.37)

При глубине оттаивания мерзлого грунта под фундаментами сооружения 2Лэ, осадка уплотнения от действия постоянной нагрузки от фундаментов сооружения принимает постоянное значение, равное а%1ркэ. Тогда

S2t=a (-1х2ТЛ?+Ул/Лз). (VI.370

Отметим, что для середины здания можно принимать глубину протаивания грунтов равной

где Pi - тепловой коэффициент, определяемый теплотехническим расчетом.

Формулами (VI.37) и (VI.370 и можно пользоваться при расчете осадок уплотнения мерзлых грунтов под фундаментами сооружения в процессе оттаивания мерзлых грунтов.

Пример 11. Определить осадку оттаивающего слоя мерзлого грунта (рассчитанную ранее в примере 10 по методу автора) при прежнем задании. Осадку за время t рассчитываем по формулам (VI.27) и (VI.28):

St = -f S2t

- -( \

/«1 год =-Aht+a \xihtP + Х2 -у- j

По заданию Л=0,02; а=0,001 мУТ\ y=1 Т/м; р=20 T/jh?; р=4 м-год- Л; /=1 год, = 0,02 м/год.

Подставляя численные значения величин, входящих в вышеприведенную формулу, получим: ht = Pt]/ t=4y 1=4 ж,

Tffl 2Ус 2/20

Тогда по табл. 39 Х1=0,84; Х2=0,72 и величина осадки мерзлого слоя грунта при оттаивании его в течение 1 года будет равна

/=1 ГОД = 0»02-4 + 0,001 (о,84-4-20 + 0,72.j = 0,153 л/,

т. е. осадка за 1 год будет равна 15,3 см, 260

Важно отметить, что в примере 10, рассчитанном по приближенному инженерному методу автора, осадка того же слоя мерзлого грунта за 1 год получилась равной 15 см.

Приведенные данные показывают, что оба изложенных метода прогноза осадок оттаивающих грунтов во времени дают вполне сопоставимые результаты.

В случае местной нагрузки (нространственная задача при нагрузке на грунт от фундаментов сооружения) расчет величины и затухания осадок доуплотнения грунта 53 во времени производим также по методу эквивалентного слоя грунта, принимая треугольное очертание эквивалентной эпюры уплотняющих давлений с основанием, равным внешней нагрузке р и высотой, равной удвоенному эквивалентному слою грунта /ia = 2/ia.

Если учитывать только фильтрационную консолидацию доуплотнения оттаявших грунтов (что, например, приемлемо при малой фильтрационной способности грунтов), то для осадки под действием нагрузки будем иметь *

4?>=-%(1-Хг)Х

t = t-ta И С =

dom , krr! - средние коэффициент относительной сжимаемости и коэффициент фильтрации грунта после его полного оттаивания; Аа = 2/гэ - максимальная мощность активной зоны сжатия.

Если же оттаявший грунт достаточно водопроницаем (например, в случае мелких песков, супесей, ленточных суглинков и пр.), то фильтрационная консолидация доуплотнения будет иметь малое значение, и основную величину осадки составит деформация заг-хаюией ползучести.

Тогда согласно формуле (V.15) будем иметь:

[4?)] J(l e-), (VI.39)

ЧТО будет применимо, главным образом, в случае оттаявших глинистых грунтов, обладающих известной уплотненностью (полутвердых, тугопластичных и пр.).

Для грунтов же, взрыхленных при промерзании, а также неуплотненных (песчаных,.сильнольдистых глинистых и пр.), будет бо-

* См. сноску на стр. 127, формула (125).

лее применима формула (V.17), согласно которой

[4?)]=ii( i .), (VI.40)

где б, Т - параметры затухающей ползучести.

§ 7. Осадки оснований при предварительном оттаивании вечномерзлых грунтов

В предыдущем параграфе были рассмотрены осадки в процессе оттаивания мерзлых грунтов и осадки доуплотнения уже оттаявших грунтов. Однако в ряде случаев для улучшения строительных свойств естественных оснований в области вечномерзлых грунтов применяют предварительное оттаивание вечномерзлых грунтов, что, во-первых, уменьшает общую осадку грунтов на величину осадки оттаивания, а, во-вторых, грунты приобретают более уплотненное состояние (под действием собственного веса грунта, а иногда и при применении специальных методов уплотнения и закрепления), что обусловливает меньшую их деформируемость в оттаявшем состоянии. В настоящем параграфе мы и рассмотрим осадки оснований при предварительном оттаивании вечномерзлых грунтов и последующем загружении их местной нагрузкой.

• Для расчета осадок фундаментов и их изменения во времени необходимо экспериментально получить расчетную компрессионную кривую для грунтов, оттаявших только под действием собственного веса (без внешней нагрузки), чтобы взрыхленность, обычно возникающая при замерзании грунтов, особенно при избыточном льдо-выделении, могла быть полностью учтена.

Как показывают детально проведенные опыты, изменение коэффициента пористости оттаявших грунтов, величина которого пропорциональна осадке уплотнения, при увеличении внешнего давления нелинейно зависит от увеличения давления, даже при небольшом диапазоне его изменения (рис. 120).

Нелинейность и значительные изменения коэффициента пористости оттаявших грунтов необходимо полностью учитывать при прогнозе осадок фундаментов на предварительно оттаявших грунтовых основаниях.

Изменение коэффициента пористости оттаявших только под действием собственного веса грунтов может быть описано экспоненциальной кривой:

Ав~Ае„,зх(1-е-"Л-), (VU1)

где А8тах = енач - екон -разность начального и конечного (для всего диапазона давлений) коэффициентов пористости; ак -коэффициент нелинейной компрессии (параметр экспоненциальной кривой), см/кГ, определяемый по спрямленной компрессионной кривой в полулогарифмических координатах (in-- и Pi] , как

\ - нач /

тангенс угла наклона прямой к оси давлений (/?=уЛ), причем