CC BY
51
2. Толщину защитного слоя бетона в зоне ан-керовки следует принимать не менее (db - ds )/2.
3. Если расстояние между стержнями меньше (db - ds)/2, то длину их анкеровки, определяемую по формулам (4) или (5), следует увеличивать в зависимости от числа стержней ^ умножением на коэффициент п4
= ^ Асгс / Асгс,п (где Асгс,п- площадь бетонной оболочки для группы стержней).
Библиографический список
1. Тихонов И.Н. и др. К дискуссии по статье «О нормировании анкеровки стержневой арматуры» // Бетон и железобетон. 2007. № 1. - С. 28 - 30.
2. Дегтярёв В.В. О статье «О нормировании анкеровки стержневой арматуры» // Бетон и железобетон. 2007. № 1. - С. 25 - 28.
3. Тихонов И.Н. и др. О нормировании анкеровки стержневой арматуры // Бетон и железобетон. 2006. № 3. - С. 2 - 7.
4. Холмянский М.М. Контакт арматуры с бетоном - М.: Стройиздат, 1981. - 184 с.
5. Семченков А.С. и др. Характер сцепления с бетоном стержневой арматуры различных профилей // Бетон и железобетон. 2007. № 5. - С. 2 - 7.
The influence of cracks on the reinforcement’s anchor periodical section
Y. V. Krasnoshokov
Length of anchor of the reinforcement depends on many factors by calculation. Normative model of calculation of anchor basis on experimental results, which were received in unreal conditions. The model of calculation is worked out with account of influence of cracks. The recommendations for design are given.
Статья поступила 18.09.2008 г.
УДК 625.711
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЛЕДЯНЫХ БАЛОК, АРМИРОВАННЫХ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ
О. В. Якименко, аспирант, В. В. Сиротюк, д-р техн. наук, проф., Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Аннотация. Выполнены лабораторные испытания ледяных образцов, армированных различными геосинтетическими материалами. Рассмотрены основные результаты.
Ключевые слова: ледовые переправы,
лы, лабораторные испытания.
Введение
Работы в области использования геосинте-тических материалов для армирования ледового покрытия на переправах через реки и озёра отражают одно из направлений исследований кафедры «Проектирование дорог», выполняемых для северных регионов России. В наших публикациях [1, 2 и др.] дано обоснование актуальности этого направления исследований.
Постановка задачи
После анализа рекомендаций многочисленных авторов [3-10], изучавших вопросы механики разрушения и прочности льда, в качестве основного показателя прочности армированного ледяного покрова было выбрано испытание по определению предела прочно-
армирование, геосинтетические материа-
сти на растяжение при изгибе. Сущность метода заключается в определении нагрузки Р, необходимой для разрушения ледяного образца (балки) с определением соответствующих предельных деформаций (рис. 1).
Решение задачи
При разработке конкретной методики испытаний за основу была взята методика Н.К. Васильева [11]. Для испытаний использовали двухслойные образцы изо льда размером 400х100х100 мм как с армирующей прослойкой, так и без нее. Армирующая прослойка располагалась в растянутой зоне при величине hн = 10 мм, а hв = 90 мм.
Для армирования образцов использовали пять видов георешёток с различными физико-
механическими свойствами, изготовленных из полипропилена (таблица 1).
Рис. 1. Схема определения предела прочности образца на растяжение при изгибе: 1 -ледяной образец; 2 - армирующая прослойка; 3 - опорные приспособления; hв - толщина верхнего слоя льда; hн - толщина нижнего слоя (до армирующей прослойки)
Основная часть испытаний ледяных образцов проводилась при скорости нагружения (100±1) мкм/с (6±1 мм/мин.) на современной компьютеризированной установке ЛКСМ-1 (рис. 2).
Рис. 2. Испытания ледяных образцов на растяжение при изгибе
Для сохранения заданной температуры образцы во время испытаний оборачивались теплоизолирующим материалом. Максимальное усилие, полученное в процессе испытания, принимали за разрушающую нагрузку.
Таблица 1 - Физико-механические свойства применяемых георешёток
Наименование показателей Норма для геосеток
Т-20 С-20 С-30 С-40 А-20
Разрывная нагрузка (вдоль и поперёк), кН/м, не менее 20 20 30 40 20
Удлинение при разрыве, % 5,5 - 7,0
Размеры ячеек, мм - 39х39 39х39 33х33 65х65
Кроме численных значений нагрузки и деформации при испытании получали диаграмму с кривой, отражающей изменение этих параметров. На графике (рис. 3) представлены результаты испытаний неармированных и армированных образцов изо льда.
Как видно из этого графика, использование большинства армирующих прослоек из полипропиленовых георешёток не даёт увеличения прочности ледяных образцов. Только наиболее прочная из решёток показала прирост прочности на растяжение при изгибе 20%.
В процессе испытаний было отмечено, что разрушение ледяных неармированных образцов, как правило, начиналось с появления вертикальных трещин, по которым, по мере увеличения нагрузки, образец разделялся на куски призматической формы. График, отражающий зависимость между нагрузкой и деформацией образцов, носит линейный характер (рис. 4). При достижении предельных деформаций ледяные балки резко и хрупко разрушались.
Характер разрушения армированных образцов выглядит иначе (рис. 5) и разделяется на несколько этапов. После первого падения нагрузки наблюдался её повторный рост (см. рис. 4), и так повторялось 3-4 раза.
На первом этапе разрушения армированного образца образуются трещины, и откалывается лёд, находящийся в нижней растянутой зоне балки (ниже армирующего материала). Это объясняется тем, что предельная деформативность льда в несколько раз меньше, чем георешётки, поэтому он разрушается в первую очередь.
Затем, на втором этапе, в работу вступает армирующий материал и лёд, находящийся выше георешётки, но ниже нейтральной зоны балки. Величина второй ступени зависит от прочности и деформативности армирующего материала, а также от силы сцепления между армирующим и армируемым материалами.
На третьем этапе происходит ступенчатая потеря сцепления между льдом и георешёт-
кой и окончательное разрушение образца. На этом этапе ледяная балка теряет сплошность и работа георешётки напоминает механику её взаимодействия с дискретными каменными материалами.
Отмечено, что вторичные разрушения армированных образцов всегда происходят по касательным плоскостям от центра балки (места приложения нагрузки) к ближайшему узлу георешётки.
В ходе лабораторных исследований выявлены существенные различия в величине работы, затрачиваемой на полное разрушение армированных и неармированных образцов изо льда.
Выводы
Анализируя результаты испытаний и характер разрушения армированных образцов, можно прийти к следующим выводам:
1. При испытании на растяжение при изгибе ледяные образцы демонстрируют явные признаки хрупкого разрушения без проявления ползучести и вязкости. Предел прочности на растяжение при изгибе зависит от скорости нагружения, температуры и плотности льда.
2. Георешётки, вмороженные в нижнюю часть ледяных балок в качестве армирующего материала, изменяют кинетику разрушения образцов без существенного изменения их прочности. Работа, необходимая для разрушения балок, увеличивается более, чем в 2,5 раза.
3. Относительно высокая деформатив-ность и низкая прочность георешёток, использованных для испытаний, не позволяет им в полной мере выступать в качестве армирующего материала.
4. Негативное влияние оказывает гидрофобный характер поверхности георешёток, значительные различия коэффициентов температурного расширения армирующего и армируемого материалов.
Эти физико-химические свойства армирующего материала снижают силы смерзания между решёткой и льдом, а эти силы играют существенную роль на разных этапах нагружения и потери несущей способности армированных ледяных образцов.
5. Можно прогнозировать, что менее дефор-мативные и более прочные геосинтетические материалы с большей гидрофильностью их поверхности могут в большей степени улучшить прочность армированных образцов изо льда.
6. Особенности кинетики потери несущей способности ледяных образцов, армированных георешётками, позволяют прогнозировать увеличение трещиностойкости армированной ледовой поверхности на переправах.
7. Резкое и хрупкое разрушение неарми-рованного льда негативно сказывается на безопасности передвижения по нему транспортных средств. Можно предположить, что армирование льда геосинтетическими материалами приведёт к многоступенчатой потере несущей способности ледяного покрова в случае достижения предельного состояния. А это, в свою очередь, должно повысить безопасность армированных ледовых переправ.
Библиографический список
1. Об армировании ледовых переправ геосинтетическими материалами / О.В. Якименко // Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов. / СибАДИ. - Омск, 2007. - С. 332-338.
2. Развитие и современное состояние исследований прочности речного льда / О.В. Якименко // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: Материалы II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 23-24 мая 2007 г. / СибАДИ. - Омск, 2007. Книга 1. - С. 154-161.
3. Вейнберг Б.П. Лед. Свойства, возникновение исчезновение льда / Б.П. Вейнберг. - М. - Л.: ГИЗ, тех-теорет. лит., 1940. - 112 с.
4. Цытович И.А. Основания механики мерзлых грунтов / И.А Цытович, М.И. Сумгин. - М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1937. - 85 с.
5. Вялов С.С. Геологические свойства и несущая способность мерзлых грунтов / С.С Вялов. -М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 25 с.
6. Вялов С.С. Зависимость между напряжением и деформацией льда с учетом фактора времени / С.С. Вялов, В.А., Чернигов // Сборник «Советская антарктическая экспедиция 10». - 1960. - С. 213-223.
7. Шишов Н.Д. О прочности льда / Н.Д. Шишов // Метеорология и гидрология. - 1947. - № 2. - С. 12-14.
8. Бутягин И.П. Прочность льда и ледяного покрова / И. П. Бутягин. - Новосибирск. : Издательство "Наука", Сибирское отделение, 1966. - 155 с.
9. Савельев Б.А. Методы изучения строения, состава и свойств льда / Б.А. Савельев ; ред. К.С.Лосева. - М. : ВИНИТИ, 1985. Том 4 - 200 с.
10. Савельев Б.А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоемов / Б.А. Савельев. - М.: Издательство Московского университета, 1963. - 541 с.
11. Васильев Н.К. Упрочнение льда для ледяных переправ / Н.К. Васильев // Автомобильные дороги. - 1988. - № 11. - С. 20-21.
Laboratory testing of ice beams reinforced with geosynthetic materials
O.V. Yakimenko, V.V. Sirotuk
Ice beams reinforced by geosynthetic materials were tested. The main test results were considered.
Статья поступила 19.09.2008 г.
Рис. 3. Предел прочности на растяжение при изгибе неармированных образцов
10
20
Время воздействия, с
30
40
Рис. 4. Характерный график разрушения образцов изо льда:
1 - неармированный образцы; 2 - образец, армированный георешёткой
0
Рис. 5. Внешний вид разрушенных армированных образцов УДК 625.73 + 625.85
РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫБОРУ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПОДХОДОВ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ, СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ДОРОЖНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
М. А. Завьялов, канд. техн. наук Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Аннотация. Рассмотрено создание информационно-аналитического аппарата для обеспечения обоснованного выбора рациональных режимов формирования заданных качеств асфальтобетона в покрытии на этапах проектирования и строительства с учетом потребительских свойств дорожного покрытия при эксплуатации.
Ключевые слова: проектирование и строительство дорог, рациональные технологии, эксплуатация дорожного асфальтобетонного покрытия, долговечность, мониторинг состояния покрытия.
Введение
В соответствии с действующим законодательством Российской Федерации (Федеральный закон Российской Федерации от 8 ноября 2007 г. № 257-ФЗ «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации» и подпрограмма «Автомобильные дороги» федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002 - 2010 годы)») главный ресурс обеспечения долговечности дорожных асфальтобетонных покрытий - это осуществление своевременных мероприятий по их ремонту и содержанию.
Согласно данным федеральной целевой программы, в России не обеспечивается восстановление ежегодного износа автомобильных дорог федерального и регионального значения, в связи с чем происходит необратимый процесс разрушения государственного имущества, стоимость которого оценивается почти в 1 трлн. рублей. Ремонт и восстановление дорожного покрытия в таких условиях
обходятся значительно дороже, чем затраты на ремонт и модернизацию при их своевременном проведении.
Следовательно, практическая ценность разрабатываемых нормативных документов состоит в возможности:
- обоснованного выбора рациональных режимов формирования заданных качеств асфальтобетона в покрытии на этапах проектирования и строительства с учетом потребительских свойств дорожного покрытия при эксплуатации;
- эффективного прогнозирования состояния дорожных асфальтобетонных покрытий с учетом динамического воздействия транспортных средств, обеспечивающего своевременное проведение ремонта и модернизации.
В настоящее время в качестве целевого показателя оценки результативности работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог предлагается использовать обобщенный показатель качества и состояния дороги. Обобщенный показатель предусмотрен «Правила-
