CC BY
10Октобер М. М., магистрант Белгородский государственный технологический университет им.В.Г. Шухова
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АРМИРОВАНИЯ ГРУНТА
НА РАБОТУ ПОДПОРНОЙ СТЕНКИ
hells_angel255@yahoo.com
В статье приведены результаты лабораторных стендовых испытаний работы Т - образной подпорной стенки в армированном грунте различной влажности.
Ключевые слова: «Т - образная подпорная стенка , стенд, армированный грунт, влажность грунта.
Известно, что повышение несущие способности подпорной Т - образной стенки в условиях рыхлых насыпных грунтов возможно в первую очередь за счет увеличения ее толщины, но это удорожает стоимость материалов и работы по ее сооружению и особенно значительно при удержании высоких откосов. Одним из новых современных методов увеличения несущей способности подпорных стен является армирование грунта. Поэтому в лаборатории испытаний строительных конструкций кафедры "Промышленное и гражданское строительство БГТУ им. Б.Г Шухова были проверены экспериментальные исследования эффективности работы обычной «Т - образной подпорной стенки при армировании грунта.
В результате анализа научной литературы устанавлено, что исследований по эффективности применению таких подпорных стенок явно недостаточно [1,2]. В лаборатории испытаний строительных конструкций кафедры "Промышленное и гражданское строительство на стендах были проведены исследования давления арми-рованого грунта, на подпорную стенку.
Рис. 1 Схематический разрез по стенду: 1 - корпус стенда с прозрачными стенками; 2 - подпорная стенка; 3 - стойка индикаторов; 4 - индикаторы ИЧ; 5- плоская арматура; 6 - грунт (песок);7 - площадка нагружения; 8 - ступени нагрузки
Для того в объемном металлическом стенде с прозрачными стекляными стенками размерами
55x45x50 см размещали подпорную стенку «Т -образной формы (опрокинутая) высотой 25см, шириной 10 см и толщиной 1,2 см (Рис.1 и 2). Перед свободной вертикальной поверхностью устанавливали стойку с двумя индикаторами часового типа ИГ, позволяющими измерять деформации стенки по высоте на двух уровнях. Пространство стенда за подпорной стенкой засыпали песком на всю высоту с уплотнением и укрывали площадкой размерами 10*18,5 см. Нагрузку на площадку и, соответственно, на песок создавали ступенями, прикладывая грузы одинакового веса, которые создавали давления в 0,057 МПа на каждой ступени.
Рис. 2 Внутренность стенда
Для сравнительной оценки результатов стенку сначала испытали нагрузкой при свободном неармированном песке, а во втором случае при его армировании плоской полимерной сеткой площадью, соответствующей площадке нагружения. Сетку укладывали на двух уровнях в зоне изменения индикаторов. Исследование во всех случаях проводили при различной влажности песка: воздушно-сухом, при влажности 10% и 20%.
Результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2, где представлены значения величины
деформаций подпорной стенки в верхнем и нижнем уровнях по мере увеличения нагруже-ния без армирования и с армированием грунта.
Для нагладности и сравнения результатов построены графики изменения деформаций подпорной стенки в верхнем и нижнем уровнях без армирования (а) и с армированием (б) песка при влажности Wl=0 %; W2=10 %; Wз=20 % по мере увеличения напряжений в нем от нагрузки (рис. 3).
Таблица 1
Деформации при нагружении в верхней и нижней частях подпорной стенки при различной
влажности и без армирования грунта
N0. Испытаний Нагрузка (кГс) Напряжение в грунте (МПа) Показания верхнего индикатора 3 (мм) Показания нижнего индикатора 3 (мм)
3 , мм при W=0 3 , мм при W=0.10 3 , мм при W=0.20 3 , мм при W=0 3 , мм при W=0.10 3 , мм при W=0.20
1 0 0 0 0 0 0 0 0
2 1.260 0.007 0 0 0 0 0 0
3 10.260 0.057 0.04 0.02 0.01 0.03 0.01 0.01
4 19.260 0.107 0.17 0.05 0.05 0.14 0.08 0.03
5 28.260 0.157 0.34 0.11 0.10 0.25 0.18 0.07
6 37.260 0.207 0.55 0.28 0.17 0.4 0.28 0.12
7 46.260 0.257 0.82 0.57 0.35 0.6 0.45 0.25
Таблица 2
Деформации при нагружении в верхней и нижней частях подпорной стенки при различной
влажности и с армировании грунта
N0. Испытаний Нагрузка (кГс) Напряжение в грунте (МПа) Показания верхнего индикатора 3 (мм) Показания нижнего индикатора 3 (мм)
3 , мм при W=0 3 , мм при W=0.10 3 , мм при W=0.20 3 , мм при W=0 3 , мм при W=0.10 3 , мм при W=0.20
1 0 0 0 0 0 0 0 0
2 1.260 0.007 0 0 0 0 0 0
3 10.260 0.057 0.19 0.04 0.06 0.13 0.02 0
4 19.260 0.107 0.33 0.07 0.11 0.22 0.05 0.02
5 28.260 0.157 0.4 0.09 0.15 0.28 0.08 0.05
6 37.260 0.207 0.45 0.11 0.17 0.34 0.12 0.08
7 46.260 0.257 0.48 0.12 0.18 0.4 0.16 0.11
Анализ данных таблиц и графиков позволяет сделать следующие основные выводы:
1. чем больше нагрузка (напряжения в грунте), тем больше деформация подпорной стенки;
2. верхняя часть подпорной стенки деформируется в большей степени, чем нижняя;
3. повышение влажности грунта снижает величину деформации и в верхней, и в нижней части подпорной стенки;
4. армирование грунта значительно снижает величину деформаций подпорной стенки;
Результаты исследований, отраженные в таблицах и графиках, позволяют выработать аналитические (закономерности) изменения деформаций подпорной стенки от ряда факторов: нагрузки на грунт, влажности грунта, высоты подпорной стенки и армирования грунта.
0.7
0.6
0.5
0.4
Л 0.3
о
0.2
0.1
'=0 - (а )
У /
/ /
/ W =0,1 - (а )
/ / / > - ( б)
/ / ^ - /
4 -- л у /
-- л /> W= 0,2 - (а
/
-- у» у 0,1 - (б )
✓ * 0,2 - (б )
✓ -- -в■ -'
=-=
0.05
0.1
0.15 0.2
а, кПа
0.25
0.3
0.35
0
0
а
б
0.9 0.8 0.7
¡аа6
ю" £5 0.5
й
?! 0.4 о
Я
R 0.3
0.2 0.1
0
/ W= 0 - а)
/ г
/ /
/
/ /
/ / W= 0,1 - (а
/ / / /
У / _ -ш 0 - ( б)
7 ' /
/ / W= 0,2 (а
у' / / / /*
/ /
✓ / /
/ у / -- -я 0,1 (б
6 ✓ -* -- - — Л -т _ -- -- -и W= 0,2 - (б
✓ - - -» - -V
✓ ■■Ъ
0.05
0.1
0.15 0.2 0.25 0.3
а, кПа
0.35
Рис. 3. Деформации в верхней (а) и нижней (б) частях подпорной стенки без армирования и с армированием
грунта
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Клейн Г.К. Расчет подпорных стен. М.: Высшая школа, 1964. - С. 142 - 144.
2. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. М.: Стройиздат, 1977. -256 с.
0
