CC BY
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LES ETUDES EXPERIMENTALES DES BASES ARMEES
V.M. Antonov, Sonda Diawara, V.V. Ledenev
Chaire «Construction des batiments et des edifices» UTET
Les mots et phrases cles: le ferraillage du sol, la capacite portante de la base, les deplacements du modele, le pourcentage de ferraillage,
Resume: On a propose les resultats des recherches de laboratoire de la capacite portante de la base sablonneuse qui est armee par les barres d’armatures.On a effectue plusieurs facteurs d’analyse de l’influence de l’armement sur la solidite et la deformabilite du sol de la base. On a presente la dependance de l’abaissement, de la charge destructive a divers facteurs de l’armement. On a expose la methode des experiences et les conclusions principales.
Les abreviations
D - le diametre du modele ou de l’etampe, mm ;
ds - le diametre de la barre d’armature, mm ; e - l’excentricite de l’application de la charge, mm ;
e0 = e /R - l’excentricite relative;
Fu - la charge destructive pour la base non armee, KN ;
Fus - la charge destructive pour la base armee, KN ;
F - la charge sur le modele, KN ; h - la distance de la barre aux armatures, mm;
i - l’inclinaison du modele ou de la base;
Ip - la valeur de la plasticite du sol ;
Ii - le parametre de la fluidite du sol; ls - la longueur de la barre d’armature, armee, KN ;
s - le deplacement vertical du modele ou de l’etampe ;
u - le deplacement horizontal du modele ou de l’etampe mm ;
l = h / D - la profondeur relative de fosse du modele ou de l’etampe ; p - la densite du sol de la base, g / cm3 .
Les renseignements generaux. Sous l’armement on sous-entend les matieres composees, dans lesquelles l’un des composants est l'armature qui possede une rigidite considerable et une solidite en comparaison par rapport a l'autre - la matrice. Ces derniers temps il est apparu un domaine independant de la mecanique - la mecanique des matieres armees. A celles-ci se rapportent les verres et plastiques, les matieres en cordes de caoutchouc, le sol arme etc.
Comme chez le beton, la resistance du sol a la distension est beaucoup plus petite que la compression. Les observations ont montre que la destruction des bases se passe en consequence des deplacements de certains volumes du sol. L’un des moyens effectifs de l'augmentation de la solidite est l'insertion a la base de la construction des matieres diverses - L’armement. Il augmente la resistance du sol a la distension et au deplacement, limite les deformations laterales. En qualite d’elements d’armement on utilise les matieres organiques, synthetiques, metalliques et en pierre. De nouveaux materiaux de construction ont regu le nom de «le sol arme». Le moyen envisage pour la preparation de la base a une serie d'avantages en comparaison avec les autres: on utilise les elements qui sont prets, faciles a monter et a conserver; la plus grande partie du volume est composee de sol disponible sur place ou livre a partir de la carriere; le sol arme subit des deformations non uniformes sans endommagements; il y a une
possibilite d'eriger les constructions de genie dans les conditions complexes du terrain. Aux sols armes se rapportent aussi les massifs naturels avec les pilots metalliques ou en beton arme, les ancres, les matelas en provenance des cellules geologiques. En qualite d'armature on utilise les pivots metalliques, les filets ou les plaques couvertes de zinc, les goudrons epoxy ou houillers; la fibre de verre, le plastique, les fibres polymeriques, les alliages d'aluminium, le caoutchouc.
Au materiel de l'armature on impose des exigences de resistance a la corrosion et le cout minimal, les solidites et les conditions commodes d’installation, la resistance au grimpage et la longevite, l'enchainement sur etc.
En qualite de comblement on peut utiliser comme les sols argileux, ainsi que les sols non argileux, qui sont condenses par couches. L’augmentation des exigences est soumise a l'homogeneite de la condensation du comblement. Selon la condensation non uniforme, se formeront des foyers de corrosion. Le manque des sols argileux se presente comme leur susceptibilite a l'influence microbiologique, le gonflement, la formation des fissures a partir des affaissements et des gelations, la manifestation des proprietes reologiques [1].
L’armement des sols a trouve une large application dans la construction des routes, l'installation des remblais, des barrages, des digues, des fondations des ponts, a la construction des murs de support et a la creation des bases artificielles. Dans la construction des fondations le sol arme n'est pratiquement pas utilise. Cependant les elaborations scientifiques selon ce probleme sont conduites dans de differents pays.
La methode de la tenue des experiences. Dans le laboratoire de la mecanique du sol de UTET au cours de 17 ans on a fait les experiences sur les etudes de la solidite et de la deformabilite des sols armes et non armes. En qualite de base on utilisait
essentiellement le sable menu homogene (la densite p = 1,5...1,7 g/cm l’angle de
friction interne d'apres les resultats des essais sur le deplacement plat etait egal a
j= 25...300, le degre d’ heterogeneite selon Hazen k = 1,7); la granulation du sable est
presentee dans le tabl. 1).
Ces derniers temps sont effectuees les recherches sur les sols argileux armes (la
densite p = 1,5...2,2 g / cm , la valeur de la plasticite I p = 0,09...0,18 , le parametre de
la fluidite Il = 0,1...0, 4 ; les caracteristiques physiques et mecaniques du sol argileux sont presentees dans le tabl. 2).
Dans le cas general sur la fondation de diametre D (l’etampe ou le modele avec l’approfondissement relatif 1 = h / D , ou h - la profondeur de depot des modeles) agit la force inclinee non centrale (On a change l’angle de la force par rapport a la verticale
8 = 0...900, l’excentricite relative de l’application des charges e() = e/R = -2...2 , ou e-l’excentricite, R - le rayon du modele; le caractere de l'application de la charge -statique, dynamique, variable et reiterable. Selon l'action de la charge multiple
reiterative, le niveau de la charge augmentait successivement F = F / Fu = 0...0, 7 (F - la valeur de la charge jointe, Fu - la valeur de la charge destructive); le coefficient de l'asymetrie du cycle pc = Fmin / Fnax = 0...0,75; le nombre de cycles Nc = 1...5-103.
Tableau 1
Granulation du sable
Tailles des particules mm Plus de 10 10-5 5-2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 Moins de 0,1
Composition granu-laire du sable, % 0 0.1 1.3 1.6 13.1 23.3 51.8 8.8
ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2005. Том 11. № 4. Transactions TSTU. 947
Les caracteristiques physiques et mecaniques du sol argileux
La teneur en particule argileuse ( %) 25 % argile 75 % sable 50 % argile 50 % sable 75 % argile 25 % sable 100 % argile
Densite, p, g/cm3 1,82 ... 2,24 1,75 ... 2,18 1,66 ... 2,14 1,30 ... 1,86
Densite des particules durs du sol, ps, g/cm3 2,41 2,463 2,48 2,54
Densite du squelette du sol, pd, g/cm3 1,63 ... 1,867 1,52 ... 1,726 1,42 ... 1,79 1,19 .1,54
Porosite, n 0,32 ... 0,225 0,383 ...0,299 0,427.0,282 0.543.0,394
Coefficient de porosite, e 0,478 ... 0,291 0,62. 0,43 0,746.0,385 1,19.0,65
Humidite, w 0,18 0,18 0,18 0,18
Degre d’humidite, Sr 0,575 ... 1,656 0,588 ... 1,506 0,565. 1,391 0,363.0,821
La valeur de la plasticite, Ip 0,087 0,128 0,158 0,18
L’humidite a la limite de roulage, Wp 0,145 0,167 0,212 0,23
Humidite a la limite de la fluidite, Wl 0,232 0,295 0,37 0,41
Le parametre de la fluidite, Il 0,402 0,10 -0,20 -0,27
Cohesion c, kPa 30 40 55 60
L’angle de friction interne 9, grad 9,48 12,57 14,09 15,6
Sont effectuees aussi les experiences sur l'action des charges de longue duree avec differentes valeurs de F . Les observations se sont tenues au cours de trois annees.
Au moment de la recherche des parametres optimums, on faisait varier la disposition de l'armature (plate et spatiale, verticale et horizontale, une et plusieurs couches,), l'aspect (les lignes, les pivots, les filets, les plaques, le tissu, les membranes, les fibres) et la matiere (le metal, le plastique, le tissu geologique).
Aux parametres principaux et influengants se rapportent : le diametre du pivot ds, la longueur ls; la distance aux points entre les pivots en direction de l'axe x- sx; de meme en direction de l'axe y-Sy ; la largeur bs et l'epaisseur ts des lignes; le pourcentage de l’armement en direction des axes des coordonnees |j,q et my; les
mesures relatives du filet (Ls = Ls / D la longueur relative, Bs = Bs / D la largeur relative); la distance relative de la semelle de la fondation jusqu’a l’armature disposee horizontalement hs = hs /D, de meme jusqu'a l’armature disposee verticalement h's = h's /D ; l’angle d'inclinaison par rapport a la verticale des elements d’armement a ;
le nombre de couches a armer ns, la distance relative entre elles hsn; le deplacement relatif de l'axe de l'element d’armement relativement a l'axe de la fondation
eoSx = esx /R; ...eosy = e„, /R
osy
~sy ‘
h' s e 5
t » D 1 1 /
4 ds Ы
a) b)
Fig. 1 Schema d’armements:
a - par les reseaux; b - par les lignes
e
s
h
s
h
s
h
Les experiences avec les etampes et les modeles souterrains se faisaient dans les conditions de laboratoire et de terrain. On a utilise un eventaire en acier avec les mesures de 1,8 x 1 x 0,85 (h) m jusqu'a 0,5 x 0,5 x 0,5 m, rempli par le sable ou la matiere argileuse, equipe par le systeme de levier avec le nombre de transmission 1:10.
Le degre de chargement faisait 0,05.0,1 de la charge de destruction supposee Fsu . Pour la stabilisation conventionnelle des deplacements on a accepte de 0,1 mm / heure jusqu’a 0,5 mm / heure. Dans les experiences avec de longue duree de l'action de la charge selon F = const la charge etait maintenue pendant quelques mois.
La densite exigee de la base etait assuree par le nombre defini de coups de la dameuse selon une trace. Pour le sable p = (1,44...1,7) g/cm3, pour la terre sablonneuse,
la terre argileuse et l'argile - p = 1,5-2,2 g/cm3. Le controle de la densite dans chaque experience se faisait en quelques points de la base conformement a la norme de l'Etat. L'humidite variait de 5 a 17 % pour le sable et de 10 a 20 % pour le sol argileux.
Au cours des essais on definissait les deplacements courants V(s, u, i) (s - le depot du centre du modele, i - l'inclination, u - les deplacements horizontaux des modeles par rapport au niveau de la surface) et les deplacements precedants de la charge de destruction Vu (su , uu , iu ) . Les deformations se mesuraient avec les indicateurs de l'horaire type IF-10, fixes sur les bordures. La reiteration des experiences se faisait de 2.3 fois. Avant la tenue des essais sur la charge reiterative on accomplissait les experiences pour la charge statique avec la definition des deplacements et la capacite portante. Apres chaque experience on enlevait le sol de l'eventaire et le remettait de nouveau.
Le programme elabore des etudes etait fonde sur le changement successif d'un des parametres apres avoir fixe les autres.
Les variables qui contiennent les donnees sur le sol, l'armature, la fondation, les charges et les influences forment la matrice des variables de base
RX = (d.s, l.s....) = (X1, X2.Xn) (1)
et la valeur des deplacements et les charges - la matrice des donnees initiales
Ry = (V, Fu.......) = (y......yn). (2)
Le but des recherches consistait a l’etude de la correlation entre ces variables, la recherche de la fonction optimale refletant le mecanisme de la cooperation de l'armature avec la base, la definition generalisee des caracteristiques de resistance et de deformation des bases armees, l'etude de l'influence de la duree de l'action des charges etc.
Pour estimer l'efficacite de l’armement on a compare les deplacements, leurs vitesses et les capacites portantes pour les bases armees et non armees, etc.
Vs(Ss,us,is) = Vs(Ss,us,is)/V (s ,u ,i ); (3)
Vs (ss,us,is) = Vs (ss,us,is)/V (s ,u ,i ); (4)
Fsu = Fsu/Fu , (5)
ou Fsu et Fu - la capacite portante des bases armees et non armees; ss et s - le depot du centre de la fondation; us , u le deplacement is horizontal, - i l'inclinaison de la fondation par rapport a la base armee et non armee selon l'action de la charge identique conforme.
En reglant les variables influengantes, on peut limiter les deplacements jusqu'aux valeurs demandees, definir la capacite maximale specifique portante
FsulVs ® max , (6)
ou Vs = Vs/V\ , Vs - le volume du materiel de l'armature, V - les volumes de la fondation ou la place de la semelle.
Les resultats des experiences. L ’armement avec les pivots. Les essais sont faits sur les etampes ronds en acier avec D = 120 150 175 mm, et les modeles avec D =75 et 130 mm. On changeait la disposition des pivots (verticale et horizontale, sous la semelle et en dehors de la semelle de la fondation), le pas des pivots, le pourcentage de l’armement, le diametre et la longueur. Les experiences se faisaient sur la base sablonneuse condensee jusqu'a p = (1,5- 1,7)g/cm3. L’armement etait realise par les
pivots ds = (4...8) mm et Ls = 1...4, s = 0,1.0,4. Le pourcentage de l’armement etait estime selon la formule
m = As / Ast , (7)
pRs (Rst ± hs )
ou As - la surface de la section latitudinale des pivots, Ast - la surface de l’etampe. La valeur de m etait de 0,32. 5,38 selon la disposition verticale en un rang des pivots et 1,74.5,44 de deux rangs. La distance jusqu'a l'armature variait de hs = (0,1...0,8)D . Les charges sur l’etampe se transmettaient verticalement, sur les modeles verticalement et avec inclinaison a = 0°, 10°, 20°. En outre on a examine le cas de la transmission verticale et non excentrique de la charge avec e0 = 0; 0,25; 0,5; 0,75 sur l’etampe D =150 mm.
Il est defini que, selon l’armement vertical, la plus grande influence sur la capacite portante etait la distance jusqu'aux pivots. Avec l'eloignement de l'armature de la frontiere de l’etampe, la capacite portante baissait independamment du pourcentage de l’armement [2].
Le placement des pivots sous la semelle de l’etampe est plus effectif que celui en dehors de la semelle. La capacite portante maximale est obtenue selon le placement des pivots aux limites de l’etampe - au lieu du developpement des plus grandes tangentes et les efforts de deplacement selon hs =0; s = (0,15; 0,2) D. Pour s P 0,15D l'augmentation du pourcentage de l’armement n'aboutissait pas a l'augmentation de la capacite portante. Avec l'augmentation de la distance entre les pivots a partir du haut 0,3 D la capacite portante a diminue.
Selon le double armement vertical un rang d'armature est dispose sous la semelle de l’etampe, le deuxieme rang - en dehors. La charge de destruction maximale est remarquee selon la disposition en un rang des pivots au lieu de developpement des plus grandes tangentes des tensions, c’est a dire aux limites de l’etampe, et le deuxieme rang a une distance de (0,1. 0,2) D a l'exterieur.
Avec l'augmentation du diametre des pivots et le pourcentage de l’armement la capacite portante va augmenter aussi. La capacite portante relative Fus = Fus / Fu pour les pivots disposes separement est plus petite, que pour les memes pivots lies en carcasse.
La reduction de la longueur des pivots de ls =2 jusqu'a ls =1,5 a amene a la reduction de la capacite portante relative de 1,2 fois. L'augmentation de ls f (1,5...2)D est inefficace, puisque la longueur de la zone d'ancrage des pivots est deja suffisante.
Selon l’armement incline de la base sablonneuse (selon le pourcentage d’armement variable et constant) l’angle d’inclinaison optimal des pivots a fait 15° vers la verticale.
La charge de destruction selon la disposition horizontale des pivots est de 1,3 fois plus grande que celle de la disposition verticale et de 2,2 fois plus grande que celle de la base non armee, cela est explique par l'entrainement au travail du plus grand volume du sol.
L ’armement par les filets. Les experiences se sont passees sur les sols non lies et les sols lies de la base, sur les modeles de fondation souterraine et non souterraine [3] pour les diverses variantes d’armement (les filets etaient places de cote et sous la semelle de la fondation verticalement, horizontalement et inclines d’une ou de quelques couches). On changeait les mesures du filet, le diametre et le pas des pivots, la distance jusqu'a la fondation, la vitesse de l'application de la charge, l'humidite et la densite du sol du comblement.
Selon le bilan des essais naturels et des essais de modeles effectues, il est constate que, selon l’armement par une file, la capacite portante maximale est atteinte selon les mesures des elements d’armements (2.2.5) D; la profondeur optimale de la disposition des armatures faisait selon l’armement par une file, hsl= (0,15.0.2) D de la semelle de la fondation, en deux files, selon la disposition de la deuxieme couche a une distance de hs2 = (0,15.0.2) D du premier (comme que l'armature superieure etait dans ce cas la semelle de la fondation fictive) - c'est-a-dire au niveau de la zone de developpement des tangentes maximales des tensions. L'augmentation ulterieure de ns Ls , Bs est inutile (la capacite portante specifique n’a pratiquement pas augmente).
Au cas de l’application non centrale de la charge, l’augmentation de l’excentricite, en meme temps le deplacement du filet dans la meme direction, aboutissait a une augmentation brusque de la capacite portante. La valeur maximale Fsu est observee a la coincidence des axes de l'action des forces avec le centre de gravite des elements de l’armement, c'est-a-dire selon e0X = e0sx .
Avec l'augmentation de la densite du sol de comblement jusqu'a la valeur optimale, la capacite portante augmentait. Le meme effet est remarque selon l'augmentation du degre de la rugosite de l'armature aux frais de l’augmentation de l’aire de la surface de contact du sol avec l'armature.
Les experiences sur l'action des charges de longue duree (pendant trois ans) selon
F = 0, 3...0, 8 ont montre que la valeur de la charge de destruction a depasse sa propre valeur selon le chargement conventionnel et instantane de 1,2. 1,5 fois comme pour la base armee, ainsi que pour la base non armee. La vitesse de developpement des deplacements des modeles des fondations pour la base armee est de 1.5.2 fois plus bas que celle de la base non armee.
La capacite portante a augmente dans l'application centrale de la charge de 2,5.3 fois, l’application non centrale de 3,2. 3,5 fois, en deux files de 4 fois en comparaison avec la base non armee.
Pour l'etude du caractere de la distribution des tensions d’etendage chez les elements d’armement on a utilise le filet en barres de verre organique, sur lesquelles on a colle les extensometres. Les deformations au cours du processus de chargement se mesuraient avec l'appareil AID-4. Les experiences se passaient selon la transmission centrale et non centrale des charges. On changeait la valeur de l’enfoncement des elements d’armement et le deplacement de l'armature en fonction de l'axe de l’etampe.
Les valeurs maximales des tensions etaient observees pour hs =0,2. selon la distance jusqu'a l'armature, proche du diametre de l’etampe, l'element d’armement ne ressentait pas les tensions etendantes. L'extremum des deformations etait observe sous les bords de l’etampe, ou agissaient les plus grandes tangentes de la tension.
L ’armement dispersif en barre et l ’armement par les matieres en tissu. Dans les experiences avec les etampes D = 150 mm, la base sablonneuse (p = 1,86 g/cm3 w = = 10 %) etait armee par le geotextile comme «Dornit». Le centre de la toile coincidait a l'axe de la charge verticale.
Dans une sёrie des expёriences la toile ёtait installёe horizontalement, on
changeait la distance ks = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 et les mesures, dans l'autre sёrie selon
ks = bs = const - on changeait l’angle de l'inclinaison des bords de la toile de 15 a 90 degre. En outre on a exami^ l'influence de ces parametres sur le module de la dёformation globale du sol armё [4].
Le schёma plat de l’armement permet d'augmenter la capac^ portante de la base de 1,6 fois (le module de la dёformation de 1,8 fois), selon l'utilisation des bords
incli^s de la toile F su = 1,9 , et le module de la dёformation E selon l'angle optimum
de l'inclinaison (b = 60.90°) des bords de la toile, elle a augmentё de 2 fois.
Les parametres optimaux selon l’armement avec le schёma plat: ls = 3, bs = 2.2,5; ks = 0,4. Selon l’armement avec l'inclinaison des bords
ls = 1,5; bs = 2.2,5 ; ks = 0,4.
Le gёotextile se joint au travail collectif avec le sol selon F = 0,2.0,3, a la
diffёrence des matieres d’armement rigides.
Selon l’armement dispersif, on utilisait les barres en verre organique, le feutre, d.v.p., le mёtal, le plastique, les caoutchoucs, les courtauds d'armature, du cёramique et du gravier.
On changeait les mesures des barres: la largeur relative bs = 0,1... 0,4; la longueur
relative ls = 0,5. 3; le pas relatif s = 0,15.0,5 avec l^paisseur des barres ts = 4 mm.
Le diametre des courtauds (ls = 0,1. 0,5) changeait de 4 jusqu'a 10 mm.
Avec l'insertion dans la base du cёramique et du gravier, les grandeurs variables ёtaient l^paisseur des couches (ts = 0,1. 0,3D) et sa surface (Ast I As = 1.2).
Selon l’armement par les barres, la profondeur optimale de l’installation est restёe la meme comme l’armement avec les filets, c’est a dire ks = 0,2. Les grandeurs
maximales de la capaci^ portante sont obtenues selon s = 0,2; bs = 0,2.0,4. Les grandeurs du module des dёformations globales selon l’armement excёdaient plus de 3 fois les memes grandeurs pour la base non armёe.
Avec l'introduction dans la base des courtauds d'armature, la longueur optimale
selon le meme pourcentage d’armement a fait ls = 0,4; le diametre optimal des insertions (en partant de la capac^ portante spёcifique) ds = 4 mm.
Avec l'augmentation de l^paisseur de la couche de cёramique et du gravier, les grandeurs Fsu augmentaient aussi, mais de fagon insignifiante. Les grandeurs optimales
Ts = 0,1; Ast I As = 15 .
La creation sous la semelle de la fondation d’un domaine plus rigide (Es > E), que celui du massif entourant, avec la surface d’armement plus petite ou ёgale a la surface de la fondation amene aussi a l'augmentation de la solids de la base, la transformation des tensions de contact, la reduction des o^on^es extremes et l'augmentation des o^on^es moyennes.
Le ckargement cyclique. En quali^ de modeles de fondations on a ^і^Є l^tampe de forme ronde avec le diametre de 175 mm et le modele cylindrique de diametre 100, 175 et 200 mm.
Le modele ёtait cha^ par niveau jusqu'a un niveau dёfini, ensuite se passait le cyclage par intervalle Fmax I Fmin . La pёriode du cycle ёtait de 4-10 jusqu'a 4-103 c [5].
Le niveau de chargement etait suppose egal a F = F/Fu = 0,4; 0.6; 0,8, et le coefficient de l'asymetrie du cycle pc = Fmin /Fmax= 0; 0,25; 0,5; 0,75. La quantite maximale de cycles - Nc = 500. Apres l'application des influences cycliques de la charge par niveau, on a mene jusqu'a la destruction de la base et on a definit la grandeur de la
charge de destruction Fuc .
Les experiences etaient dirigees sur la definition des fonctions aVc et aVsc , qui prenaient en consideration la croissance du deplacement avec les charges cycliques et la reduction des deplacements aux frais de l’armement de la base selon les memes charges.
Les deplacements
Vc (sc, uc, ic) = aVcV(s, u, i), (8)
ou aVc = f (F, ^c, pc ) .
Dans les memes conditions
Vc (sc, uc, ic ) = aVscV(ssc, usc, isc ) , (9)
ou aVsc = f (ls , bs , ns , hs ).
La conduite des sols armes et non armes est de meme en qualite selon les chargements reiteratifs. Les parametres optimums d’armement, obtenus selon les resultats des essais statiques, sont tout a fait applicables et pour l'action de la base armee des charges plusieurs fois reiteratives.
Avec l'augmentation du niveau de la charge, la quantite de cycles, la reduction du coefficient de l'asymetrie du cycle, augmente l'influence des actions reiteratives sur la deformation des bases armees et non armees; l'effet de l’armement augmente aussi (la reduction des composantes d’affaissements cycliques et des deplacements horizontaux jusqu'a 27 %, l'inclinaison jusqu'a 39 %). Avec l'augmentation de la periode du cycle il
se produit une croissance insignifiante de l’affaissement cyclique et de la capacite
portante des bases armees et non armees (10.12 %).
Avec la charge reiterative non centrale, l'accumulation des inclinaisons et les deplacements vont d'une maniere plus intense que l’affaissement (au passage de = = 0,25 vers e0 = 0,5 la composante cyclique de l’inclinaison a augmente pour les sols arme et non arme respectivement de 36 % et 30 %, la composante cyclique de l’affaissement n’a pratiquement pas change); l'effet maximum de l’armement de plus est atteint selon la cumulation du centre de gravite du filet avec l'axe de la charge.
La plus grande influence de la charge reiterative inclinee est obtenue selon 8 = 10°.
L'augmentation de l’enfoncement des modeles de la fondation aboutit a la reduction de la composante cyclique de l’affaissement (au passage de l = 0 vers l = 1,5 pour la base non armee - jusqu'a 55 %, pour la base arme - jusqu'a 90 %).
La capacite portante de la base selon l'action de la charge verticale reiterative augmente (pour les bases non armees - 10.30 %, pour les bases armees - 20.45 %); selon l'action de la charge inclinee la capacite portante des bases armees et non armees baisse (jusqu'a 10 %).
L’achevement statique du chargement apres les actions cycliques jusqu'a une
limite definie (DF = 0,05...0,1) ne provoque pas de deplacements supplementaires.
Apres le depassement de DF , les deplacements s'accroissent de nouveau avec la croissance de la charge.
Les caracteristiques de solidite et de deformabilite du sol arme. Dans l'appareil a une surface de coupe se sont faits les essais conformement a [6], selon la methode de
coupe non consolidёe et non- drai^e avec les pressions normales: 0,1; 0,2; 0,3 MPa. Les modeles identiques ёtaient prёparёs par la mёthode volumineuse directement dans la chambre de l'appareil de dёplacement avec une densi^ constante p = 1.55 gIcm3,
En qualitё de matiere d’armement on a ^і^Є: les filets avec les mesures des cellules 1х1 cm avec le diametre des pivots 1, 2, 3 mm; le plastique d^paisseur 0.5, 1, 2 3 mm; les pivots de diametre 0.5, 1, 2, 3 mm, qui ёtaient installs avec le pas de 30, 15 10 mm, et le gёotextile. Tous les ёlёments d’armement ёtaient disposёs perpendiculairement au plan de coupe.
Dans l’appareil de compression, les essais se passaient en conformis avec [6], la charge sur le levier de l'appareil augmentait par niveau de 0,03; 0,06; 0,09; 0,12; 0,15 kN, cela correspondait a la pression sur le sol de 50; 100; 150; 200; 250 kPa. Chaque niveau de la charge ёtait maintenu jusqu'a l’extinction conventionnelle des dёformations. Les ёlёments de l’armement ёtaient disposёs perpendiculairement a l’axe de l'action de la charge verticale, a une profondeur de 0.25, 0.5, 0.75 de la hauteur du modele
D'apres les resultats de cette sёrie d’expёriences, il est constatё que, l’armement augmente beaucoup les caractёristiques de solids des sols (l'enchainement spёcifique a augmentё selon l’armement par les filets et le plastique de 1,5 fois, l’angle de la friction interne de 1,3 fois) et le module de la dёformation globale (de 2,74 fois selon l’armement par le plastique et les pivots).
L’armement par le gёotextile a ame^ a l'augmentation de j de 1,3 fois; les grandeurs de l'enchainement et le module des dёformations n’ont pas changё.
La grandeur optimale du pourcentage de l’armement selon l’armement par les pivots m = 0.029, l’armement par les filets m = 0.273, l’armement par le plastique m = 0.075.
La ИпётШ^
1 Джоунс, К.Д. Сооружения из армированного грунта : пер. с англ. В.С. Забавина I под ред. В.Г. Меньшикова. - М.: Стройиздат, 1989. - 280 с.
2 Usage of Rod Reinforcing for Rise of Bearing Ability of the Basis». Proceeding of the Tambov State Engineering university I Antonov V.M. - Вестник ТГТУ, Vol. 10. - № 2. - 2004. - Рр. 567-578.
3 Антонов, В. М. Влияние армирования на несущую способность и деформативность песчаного основания: дисс. ... канд. техн. наук I В.М. Антонов. -Волгоград: ВолгГАСА, 1998. - 28 c.
4 Антонов, В. М. Поиск оптимальных параметров армирования песчаного основания геотекстилем «Дорнит» I В.М. Антонов, Ю.А. Илясов, В.В. Леденев II Материалы Междунар. научн. конференц. «Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений». - Пенза, 2004. - С. 8-12.
5 Антонов,В. М. Влияние армирования на деформативность песчаного
основания при многократно повторных нагрузках I В. М. Антонов, Ю. А. Илясов, В.В. Леденев Материалы 111 Междунар. научн.-техн. конференц. «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций». - Волгоград:
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6 ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
Экспериментальные исследования армированных оснований
В.М. Антонов, Сонда Диавара, В.В. Леденев
Кафедра «Конструкции зданий и сооружений», ТГТУ
Ключевые слова и фразы: армированный грунт; несущая способность основания; перемещения модели; процент армирования.
Аннотация: Изложены результаты лабораторных исследований несущей способности армированного песчаного основания. Проведен многофакторный анализ влияния армирования на прочность и деформативность грунта основания. Представлены зависимости осадок, разрушающей нагрузки от различных параметров армирования. Приведена методика экспериментов и основные выводы.
Experimental Research into Reinforced Foundations V.M. Antonov, Sonda Diavara, V.V. Ledenev
Department “Construction of Buildings and Structures ”, TSTU
Key words and phrases: reinforced ground; bearing capacity of the foundation; model displacement; reinforcement percentage.
Abstract: The results of laboratory research of bearing capacity of reinforced sand foundation are presented. Multi-factor analysis of the influence of reinforcement on the durability and deformability of earth foundation is implemented. The dependence of upsetting and breaking load on the different reinforcement parameters are presented. The methodology of experiments and basic conclusions are given.
Experimentelle Untersuchungen von Bewehrungsfundamenten
Zusammenfassung: Es sind die Ergebnisse der Laboruntersuchungen der Tragfahigkeit des Bewehrungssandfundamentes vorgeschlagen. Es ist die multifaktorielle Analyse der Einwirkung der Bewehrung auf die Festigkeit und Deformierung des Baugrundes durchgefuhrt. Es sind die Abhangigkeiten der Senkungen und der Bruchbelastung von den verschiedenen Bewehrungsparametern dargelegt. Es ist die Experimentenmethodik und die Hauptfolgerungen angefuhrt.
