Главная Архив номеров Вестник МГСУ 2019/2 Численные исследования работы забивной сваи на аргиллитоподобных глинах

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Численные исследования работы забивной сваи на аргиллитоподобных глинах

  • Сычкина Евгения Николаевна - Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ) кандидат технических наук, доцент кафедры строительного производства и геотехники, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), 614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Антипов Вадим Валерьевич - Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ) аспирант кафедры строительного производства и геотехники, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), 614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Офрихтер Ян Вадимович - Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ) аспирант кафедры строительного производства и геотехники, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), 614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

Страницы 188-198

Введение. Рассмотрены особенности работы сваи на аргиллитоподобных глинах пермского возраста при помощи численных и натурных экспериментов, аналитических расчетов.
Материалы и методы. Численное моделирование выполнено в программных комплексах Plaxis 3D и Midas GTS NX. Натурные испытания забивных свай проведены в соответствии с требованиями ГОСТ 20276-2012. Полученные результаты сопоставлены с результатами аналитических расчетов по СП 24.13330.2011.
Результаты. Научная новизна работы — в сравнительном анализе результатов численного моделирования взаимодействия забивной сваи с аргиллитоподобными глинами с результатами полевых испытаний и аналитических расчетов. Расчет методом конечных элементов в программном комплексе Plaxis 3D с использованием модели Hardening Soil показал завышенные значения осадки (до 6 раз) по отношению к стабилизированным осадкам натурных свай.
Расчеты в программном комплексе Midas GTS NX выявили завышенные по отношению к натурным испытаниям значения осадки свай (13–24 раза). Аналитические расчеты в соответствии с СП 24.13330.2011 также показали завышенные (до 3 раз) значения максимальной осадки сваи по отношению к стабилизированной осадке при натурных испытаниях свай.
Выводы. Расчеты методом конечных элементов в программных комплексах Plaxis 3D и Midas GTS NX, аналитическим методом по СП 24.13330.2011 показали завышенные значения осадки по отношению к стабилизированным осадкам свай на аргиллитоподобных глинах. Использование модели Linear-Elastic для аргиллитоподобных глин при численных расчетах в Plaxis 3D позволяет получить значения осадок близкие к натурным. Однако применение данной модели не в полной мере оправдано для аргиллитоподобной глины в связи с наличием остаточных деформаций и
нелинейным характером осадки сваи при нагружении. Необходима корректировка существующих численных и аналитических методов расчета свайных фундаментов на аргиллитоподобных глинах. Следует продолжать работы по дальнейшему обобщению опыта устройства свай на выветрелых аргиллитоподобных глинах для оценки длительной работы не только одиночной сваи, но и свайного фундамента.

DOI: 10.22227/1997-0935.2019.2.188-198

Библиографический список
  1. Хмелевцов А.А. Аргиллитоподобные глины в районе Большого Сочи и их физико-механические характеристики // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2011. № 6. С. 77-79.
  2. Ponomaryov A.B., Sychkina E.N. Analysis of pile foundation behavior on modern and ancient clay bases // Challenges and Innovations in Geotechnics : Proceedings of the 8th Asian Young Geotechnical Engineers Conference. 2016. Pp. 111-114.
  3. Пономарев А.Б., Захаров А.В., Сурсанов Д.Н. К вопросу использования верхнепермских отложений в качестве грунтовых оснований // Вестник ПНИПУ. Урбанистика. 2011. № 1. С. 74-80.
  4. Ponomarev A.B., Sychkina E.N. On the stress-strain state and load-bearing strength of argillite-like clays and sandstones // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2018. Vol. 55. Issue 3. Pp. 141-145. DOI: 10.1007/s11204-018-9517-1
  5. Suxin Z., Yuanqiao P., Jianxin Y., Xinrong L., Yongqun G. Characteristics of claystones across the terrestrial Permian-Triassic boundary: Evidence from the Chahe section, western Guizhou, South China // Journal of Asian Earth Sciences. 2006. Vol. 27. Issue 3. Pp. 358-370. DOI: 10.1016/j.jseaes.2005.04.007
  6. Ponomaryov A., Sychkina E. Analysis of strain anisotropy and hydroscopic property of clay and claystone // Applied Clay Science. 2015. Vol. 114. Pp. 161-169. DOI: 10.1016/j.clay.2015.05.023
  7. Changdong L., Xiaoyi W., Huiming T., Guoping L., Junfeng Y., Yongquan Z. A preliminary study on the location of the stabilizing piles for colluvial landslides with interbedding hard and soft bedrocks // Engineering Geology. 2017. Vol. 224. Pp. 15-28. DOI: 10.1016/j.enggeo.2017.04.020
  8. Armand G., Conil N., Talandier J., Seyedi D.M. Fundamental aspects of the hydromechanical behaviour of Callovo-oxfordian claystone: From experimental studies to model calibration and validation // Computer and Geotechnics. 2017. Vol. 85. Pp. 277-286. DOI: 10.1016/j.compgeo.2016.06.003
  9. Zhang F., Xie S.Y., Hu D.W., Shao J.F., Gatmiri B. Effect of water content and structural anisotropy on mechanical property of claystone // Applied Clay Science. 2012. No. 69. Pp. 79-86. DOI: 10.1016/j.clay.2012.09.024
  10. Manica M., Gens A., Vaunat J., Ruiz D.F. A time-dependent anisotropic model for argillaceous rocks. Application to an underground excavation in Callovo-Oxfordian claystone // Computers and Geotechnics. 2017. Vol. 85. Pp. 341-350. DOI: 10.1016/j.compgeo.2016.11.004
  11. Бартоломей А.А., Омельчак И.М., Юшков Б.С. Прогноз осадок свайных фундаментов. М. : Изд-во ГУП «НИАЦ» Москомархитектуры, 1994. 384 с.
  12. Bartolomei A.A., Ponomarev A.B. Experimental investigations and prediction of settlement of conical-pile foundations // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2001. No. 38. Issue 2. Pp. 42-50. DOI: 10.1023/A:1010422029681
  13. Готман Н.З., Алехин В.С., Сергеев Ф.В. Определение предельного сопротивления основания сваи в составе группы свай // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2017. Т. 8. № 3. С. 13-21. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.3.02
  14. Ильичев В.А., Мариупольский Л.Г., Вахолдин В.В. Рекомендации по расчету, проектированию и устройству свайных фундаментов нового типа в г. Москва. М. : Изд-во ГУП «НИАЦ» Москомархитектуры, 1997. 93 с.
  15. Катценбах Р. Последние достижения в области фундаментостроения высотных зданий на сжимаемом основании // Вестник МГСУ. 2006. № 1. С. 105-118.
  16. Тер-Мартиросян З.Г., Сидоров В.В., Тер-Мартиросян А.З., Манукян А.В. Скорость осадки сваи, погруженной в толщу глинистого грунта, с учетом его упруговязких и упругопластических свойств // Жилищное строительство. 2016. № 11. С. 3-6.
  17. Лузин И.Н., Тер-Мартиросян З.Г. Экспериментально-теоретические основы расчетов осадок фундаментов глубокого заложения в переуплотненных грунтах // Строительство и архитектура. 2016. T. 4. № 2. С. 45-48. DOI: 10.12737/19908
  18. Шулятьев О.А. Фундаменты высотных зданий // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2014. № 4. С. 202-244.
  19. Малышкин А.П., Есипов А.В. Численные исследования взаимного влияния свай в группах // Академический вестник Уралниипроект РААСН. 2017. № 2 (33). С. 86-89.
  20. Ладыженский И.Г., Сергиенко А.В. Опыт проектирования свайных и свайно-плитных фундаментов на участке ММДЦ «МОСКВА-СИТИ» // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 10. С. 46-54.
  21. Уткин В.С. Работа висячих свай в грунте основания и их расчет по осадке // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. № 9 (119). С. 1125-1132. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.9.1125-1132
  22. Bond A.J., Jardine R.J. Effects of installing displacement piles in a high OCR clay // Geotechnique. 1991. Vol. 41. Issue 3. Pp. 341-363. DOI: 10.1680/geot.1991.41.3.341
  23. Hamderi M. Comprehensive group pile settlement formula based on 3D finite element analyses // Soils and foundations. 2018. Vol. 58. Issue 1. Pp. 1-15. DOI: 10.1016/j.sandf.2017.11.012
  24. Lehane B.M., Jardine R.J. Displacement pile behaviour in glacial clay // Canadian Geotechnical Journal. 1994. Vol. 31. Issue 1. Pp. 79-90. DOI: 10.1139/t94-009
  25. Meyerhof G.G. Some recent research on the bearing capacity of foundations // Canadian Geotechnical Journal. 1963. Vol. 1. Issue 1. Pp. 16-26. DOI: 10.1139/t63-003
  26. Randolph M.F., Carter J.P., Wroth C.P. Driven piles in clay - the effects of installation and subsequent consolidation // Geotechnique. 1979. Vol. 29. Issue 4. Pp. 361-393. DOI: 10.1680/geot.1979.29.4.361
  27. Sheil B.B., McCabe B.A. An analytical approach for the prediction of single pile and pile group behaviour in clay // Computers and Geotechnics. 2016. Vol. 75. Pp. 145-158. DOI: 10.1016/j.compgeo.2016.02.001
  28. Zhang Q., Liu S., Zhang S., Zhang J., Wang K. Simplified non-linear approaches for response of a single pile and pile groups considering progressive deformation of pile-soil system // Soils and foundations. 2016. Vol. 56. Issue 3. Pp. 473-484. DOI: 10.1016/j.sandf.2016.04.013
  29. Зерцалов М.Г., Знаменский В.В., Хохлов И.Н. Об особенностях расчета несущей способности буронабивных свай в скальных массивах при действии вертикальной нагрузки // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2018. Т. 9. № 1. С. 52-59. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.05
  30. Haberfield C.M., Lochaden A.L.E. Analysis and design of axially loaded piles in rock // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2018. DOI: 10.1016/j.jrmge.2018.10.001
  31. Парамонов В.Н., Тихомирова Л.К. Изменение несущей способности забивных свай во времени // Реконструкция городов и геотехническое строительство. 2000. № 1. С. 127-131.
  32. Ponomarev A.B., Sychkina E.N. Verification of the results of numerical and analytical estimates of the settling of a single pile in argillite-like clay // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2016. Vol. 53. Issue 2. Pp. 78-81. DOI: 10.1007/s11204-016-9368-6

Cкачать на языке оригинала