ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Основания и фундаменты, подземные сооружения. Механика грунтов

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВАИ И ОКРУЖАЮЩЕГО ГРУНТА ПРИ ВИБРАЦИОННОМ ПОГРУЖЕНИИ

  • Соболев Евгений Станиславович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Сидоров Виталий Валентинович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2018.3.293-300
Страницы: 293-300
Предмет исследования: предложена расчетная схема основания фундамента глубокого заложения для описания колебания системы «свая - весомое основание». Показывается, что в этом случае учет инерционных сил сваи и трения по боковой поверхности сваи приводит к непериодическому (негармоническому) затухающему колебанию фундамента глубокого заложения. Цели: оценка перемещений и сопротивления по боковой поверхности предварительно изготовленной железобетонной сваи при вибрационном погружении. Оценка ключевых факторов, влияющих на сопротивление сваи при вибрационном погружении. Материалы и методы: при решении задачи о взаимодействии сваи и окружающего грунта при вибрационном погружении использованы аналитические решения статической и динамической задач с использованием модифицированных реологических моделей грунтов. Аналитические решения выполнены с использованием программного комплекса MathCAD. Сопоставление результатов аналитических расчетов с численными выполнено в геотехническом программном комплексе PLAXIS 2D, реализующем метод конечных элементов. При численном решении задачи о взаимодействии сваи и окружающего грунта использована упругопластическая модель с упрочнением Мора-Кулона. Результаты: в качестве расчетной при решении задачи колебания «системы» рассматриваются различные контактные модели, в том числе упругая, нелинейная и реологическая с учетом упрочнения во времени. Использованы реологические параметры грунтов, определение которых может быть выполнено на основе специальных лабораторных исследований. Выводы: предложенная схема взаимодействия сваи и окружающего грунта при вибрационном погружении с достаточной точностью описывает колебания весомой сваи на упруго-вязком грунтовом основании с учетом сопротивления по боковой поверхности с учетом сил трения на контакте «свая - грунт». Выполненные аналитические и численные расчеты предложенной схемы показали качественную сходимость. Учет трения по боковой поверхности весомой сваи оказывает существенное влияние на характеристики колебания фундамента глубокого заложения.
  • динамическое воздействие;
  • свайный фундамент;
  • вибропогружение сваи;
  • напряженно-деформированное состояние;
  • упруго-вязкая модель основания;
  • вибрационное воздействие;
  • динамические свойства грунтов;
  • динамика грунтов;
  • технология устройства свай;
  • предварительно изготовленные сваи;
Литература
  1. Seed H.B., Idriss I.M. Simplified procedures for evaluating soil liquefaction potential // Journal of Soil Mechanics and Foundation Engeneering, ASCE. 1971. Vol. 97. Pp. 1249-1273.
  2. Seed H.B. Soil liquefaction and cyclic mobility evaluation for level ground during earthquakes // Journal of Soil Mechanics and Foundation Engeneering, ASCE.1996. Vol. 105 (2). Pp. 201-255.
  3. Ter-Martirosyan Z., Ter-Martirosyan A., Sobolev E. Vibration of Embedded Foundation at Multi-layered base taking into account non-linear and rheological properties of soils // Procedia Engineering. XXV Polish - Russian - Slovak Seminar “Theoretical Foundation of Civil Engineering”. 2016. Vol. 153. Pp. 747-753.
  4. Вознесенский Е.А. Динамические испытания грунтов. Состояние вопроса и стандартизация // Инженерные изыскания. 2013. № 5. С. 20-26.
  5. Мирсаяпов И.Т., Королева И.В., Зарипова Г.З. Оценка сейсмостойкости оснований, сложенных глинами и водонасыщенными песчаниками // Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении: материалы международной научно-технической конференции (г. Новочеркасск 13-15 мая 2015 г.). Новочеркасск : ЮРГПУ (НПИ), 2015. C. 31-37.
  6. Mirsayapov I.T., Koroleva I.V. Clayey soils rheological model under triaxial regime loading // Geotechnical engineering for infrastructure and development Proceedings of the XVI European conference on soil mechanics and geotechnical engineering, ECSMGE 2015. Edinburgh: ICE Publishing, 2015. Pp. 3249-3254.
  7. Chu J., Leong W.K., Luke W.L., Wanatowski D. Instability of loose sand under drained conditions // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. ASCE. 2012. Vol. 138. Pp. 207-216.
  8. Iwasaki Т., Tokida K., Tatsuoka F. et al. Microzonation for soil liquefaction potential using simplified methods // Proceedings of the 3rd International Conference on Microzonation. Seattle. 1982. Vol. 3. Pp. 1319-1330.
  9. Yamamuro J.A., Lade P.V. Static liquefaction of very loose sands // Canadian Geotechnical Journal. 1997. Vol. 34. No. 6. Pp. 905-917.
  10. Ставницер Л.Р. Сейсмостойкость оснований и фундаментов. М. : Изд-во АСВ, 2010. 448 с.
  11. Ишихара К. Поведение грунтов при землетрясениях: пер. с англ. / под ред. А.Б. Фадеева, М.Б. Лисюка. СПб : НПО «Геореконструкция-Фундаментпроект», 2006. 384 с.
  12. Ter-Martirosyan Z.G., Ter-Martirosyan A.Z., Sobolev E.S. Rheological properties of sandy soils // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1073-1076. Pp. 1673-1679.
  13. Ter-Martirosyan Z.G., Sobolev E.S., Ter-Martirosyan A.Z. Rheological models creation on the results triaxial tests of sands // Geotechnical engineering for infrastructure and development Proceedings of the XVI European conference on soil mechanics and geotechnical engineering, ECSMGE 2015. Edinburgh : ICE Publishing, 2015. Pp. 3365-3369.
  14. Соболев Е.С., Тер-Мартиросян А.З. Влияние физических свойств песчаных грунтов на динамическую устойчивость оснований зданий и сооружений // Строительство формирование среды жизнедеятельности : сб. мат. XIX Междунар. межвуз. науч.-практ. конф. студ., маг., асп. и мол. уч. М. : МГСУ, 2016. С. 1087-1090.
  15. Тер-Мартирсян А.З., Мирный А.Ю., Соболев Е.С. Особенности определения параметров современных моделей грунта в ходе лабораторных испытаний // Геотехника. 2016. № 1. С. 66-72.
  16. Тер-Мартирсян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Соболев Е.С. Ползучесть и виброползучесть песчаных грунтов // Инженерные изыскания. 2014. № 5-6. С. 24-28.
  17. Румянцев С.А., Астанков К.Ю., Ермаков В.А. Разработка методики поведения испытания вибропогружения свай с использованием бигармонических колебаний // Вестник УрГУПС. 2013. № 4(20). С. 18-25.
  18. Румянцев С.А., Астанков К.Ю. Повышение эффективности преодоления лобового сопротивления связных грунтов при вибропогружении свай // Вестник УрГУПС. 2012. № 4. С. 82-90.
  19. Аунг О., Брассинга Х.Э. Расчетные и измеренные осадки, обусловленные установкой и извлечением шпунтовых свай // Геотехника. 2013. № 4. С. 11-19.
  20. Румянцев С.А., Астанков К.Ю. Результаты экспериментальных исследований вибропгружения трубчатых свай с использованием неравновесных колебаний // Транспорт Урала. 2015. № 4 (47). С. 24-28.
  21. Мангушев Р.А., Гарнык Л.В., Трифонова И.И. Влияния защитных геотехнических мероприятий на стабилизацию осадок аварийного здания // Вестник гражданских инженеров. 2016. № 4 (57). С. 85-93.
  22. Brinkgreve R.B.J., Broere W., Waterman D. Plaxis: finite element code for soil and rock analyses: 2D-version 8. User’s manual. Rotterdam: Balkema, 2008.
  23. Никифорова Н.С. Обеспечение сохранности зданий в зоне влияния подземного строительства. М.: НИУ МГСУ, 2016. 152 с.
СКАЧАТЬ (RUS)