CC BY
0УДК 69 Захаров Н.В., Дьяков И.М.
Захаров Н.В.
студент, кафедра геотехники и конструктивных элементов зданий, Академия
строительства и архитектуры, Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского (г. Симферополь, Россия)
Научный руководитель: Дьяков И.М.
канд. техн. наук, доц., Академия строительства и архитектуры, Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского (г. Симферополь, Россия)
ОСОБЕННОСТИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОСНОВАНИЯ В ЗОНЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ
Аннотация: в настоящее время вырастет застройка города, следовательно и количество восстанавливаемых и реконструируемых зданий и сооружений. При реконструкции сооружений, надстройке этажей устройстве перестроек, замене несущих строительных конструкций здания и техническом перевооружение предприятий, возведении новых фундаментов вблизи существующих, а также, при развитии напряженно-деформированного состояния, недопустимой осадки, возникает необходимость в усилении или переустройстве фундаментов и их оснований.
Основные результаты исследования состоят в получении картины напряженно-деформированного состояния в зонах пластических деформаций не только в условиях линейно деформируемых тел, но и при наличии областей предельного напряженного состояния.
Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, предельное состояние, пластические деформации, нормальные напряжения, осадки фундаментов.
1742
В рамках исследования напряженно-деформированного состояния основания были проведены экспериментальные испытания с увеличением площади фундамента на различных моментах нагружения: при 30, 50 и 70% от разрушающей нагрузки грунтового основания.
В ходе всех испытаний было достигнуто разрушение грунтового основания, появление трещин от углов фундаментного штампа. После проведения экспериментальных исследований под центральной частью фундаментного штампа значительно увеличивалась плотность грунтового основания, в то время как в краевых зонах плотность грунта была значительно меньше, чем в центральной зоне.
Для выявления особенностей напряженно-деформированного состояния в зоне пластических деформаций, проанализируем полученные данные. С помощью графиков градуировочных зависимостей, рассчитаем давления под каждой месдозой и составим таблицы давления и эпюры контактных напряжений в грунте
По результатам экспериментальных исследований были получены данные, которые были обработаны в этой главе, а именно: показания динамометров, сопротивление каждой месдозы на всех этапах нагружения фундаментного штампа и данные об осадке, полученные с прогибомера.
Были построены градуировочные зависимости месдоз и с их помощью определенны давления под подошвой фундамента в каждом загружении. Так же, были построены эпюры контактных напряжений и графики осадки по каждому испытанию.
При первом испытании с использованием штампа без усиления с поэтапным нагружением. Несущая способность была достигнута при нагрузке равной 9 384 кг. Появились трещины в углах фундаментного штампа, осадка основания составила 14,24 мм.
При втором испытании с добавлением уширения при усилии в 30% от расчетной разрушающей нагрузки с поэтапным нагружением. Несущая способность была достигнута при нагрузке равной 9 384 кг как и при первом
1743
испытании. Появились трещины в углах фундаментного штампа, осадка основания составила 5,07 мм.
При третьем испытании с добавлением уширения при усилии в 50% от расчетной разрушающей нагрузки с поэтапным нагружением. Несущая способность была достигнута при нагрузке равной 11 692 кг, по сравнению с первым испытанием, нагрузка при которой происходит потеря несущей способности увеличилась на 24,59%. Появились трещины в углах фундаментного штампа, осадка основания составила 5,28 мм.
При четвертом испытании с добавлением уширения при усилии в 70% от расчетной разрушающей нагрузки с поэтапным нагружением. Несущая способность была достигнута при нагрузке равной 10 153 кг, по сравнению с первым испытанием, нагрузка при которой происходит потеря несущей способности увеличилась на 3.24%. Появились трещины в углах фундаментного штампа, осадка основания составила 6,37 мм.
По результатам всех испытаний получены картины изменения напряженно-деформированного состояния грунтового основания и характер распределения нагрузок. Так же была замечена разница в нагрузках, при которых происходит потеря несущей способности. В основании под действием внешней нагрузка возникает напряженно-деформированное состояния, что влияет на осадку и на несущую способность грунтового основания. Наблюдается наибольшее развитие напряженно-деформированного состояния в пластической зоне, возникающей под центром фундамента, по сравнению с фундаментом с большей площадью, где напряжение меньше, следовательно, и напряженно-деформированное состояния меньше.
При увеличении площади фундаментного штампа в процессе циклического загружения, можно наблюдать распределение напряжений в основании. Увеличение площади фундамента позволит уменьшить осадки, и позволяет работать со значительно большими нагрузками на основание.
1744
ВЫВОД
Сравнительный анализ данных показал, картину изменения напряженно-деформированного состояния грунтового основания и характер распределения нагрузок. Так же была замечена разница в нагрузках, при которых происходит потеря несущей способности. В основании под действием внешней нагрузка возникает напряженно-деформированное состояния, что влияет на осадку и на несущую способность грунтового основания. Наблюдается наибольшее развитие напряженно-деформированного состояния в пластической зоне, возникающей под центром фундамента, по сравнению с фундаментом с большей площадью, где напряжение меньше, следовательно, и напряженно-деформированное состояния меньше.
При увеличении площади фундаментного штампа в процессе циклического загружения, можно наблюдать распределение напряжений в основании. Увеличение площади фундамента позволит уменьшить осадки, и позволяет работать со значительно большими нагрузками на основание.
Несущая способность обусловлена не прочностью фундамента, а прочностью грунтового основания, для более полноценной картины требуется провести дополнительны исследования, с разными скоростями загружения, нагрузками и площадями.
При расчетах конструкций, следует учитывать развитие деформаций грунтовых оснований, что позволите увеличить надежность проектируемых зданий и сооружений. При применении данного способа регулирования напряженно деформированного состояния грунта увеличивается рабочая площадь фундамента, вследствие чего увеличивается несущая способность. Так же увеличивается объем грунта, потерявший свою несущую способность и работающего в зоне пластических деформаций. Это существенное влияние на напряженно-деформированное состояние грунтового основания.
1745
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Бартоломей Л.А. Прогноз осадок сооружений с учетом совместной работы основания, фундамента и надземных конструкций : дис. ... докт. тех. наук : 05.23.02 / Л.А. Бартоломей. - Пермь, 2003. - 261 с;
2. Грибинюков А.А. Снижение неравномерных осадок фундамента путем повышения его пространственной жесткости // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2017. 11-14 с;
3. Никифорова Н.С. Закономерности деформирования оснований зданий вблизи глубоких котлованов и защитные мероприятия : дис. ... докт. тех. наук : 05.23.02 / Н.С. Никифорова. - Москва, 2008. - 324 с;
4. Полищук А.И. Совершенствование методов проектирования фундаментов реконструируемых зданий на пылевато-глинистых и искусственных грунтах : дис. ... докт. тех. наук : 05.23.02 / А.И. Полищук. - Томск, 1996. - 546 с;
5. Сиразиев Л.Ф. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния слоистых грунтовых оснований под центром штампа при кратковременных испытаниях // Инновации и инвестиции. 2018 № 11. 225-228 с;
6. Герсеванов Н.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов // Госстройиздат. - Москва. 1948. - 68 с;
7. ГОСТ 24846-19. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений. - Москва: Стандартинформ, 2020. - 16 с
1746
Zakharov N. V., Dyakov I.M.
Zakharov N.V.
Crimean Federal University (Simferopol, Russia)
Scientific advisor: Dyakov I.M.
Crimean Federal University (Simferopol, Russia)
FEATURES OF STRESS-STRAIN STATE OF BASE IN ZONE OF PLASTIC DEFORMATIONS
Abstract: at present, the development of the city will increase, hence the number of buildings and structures being restored and reconstructed. During the reconstruction of structures, the superstructure of floors, the arrangement of alterations, the replacement of load-bearing building structures of buildings and technical re-equipment of enterprises, the construction of new foundations near existing ones, as well as, with the development of a stress-strain state, unacceptable precipitation, there is a need to strengthen or rebuildfoundations and their foundations.
The main results of the study consist in obtaining a picture of the stress-strain state in zones of plastic deformations not only under conditions of linearly deformable bodies, but also in the presence of areas of extreme stress state.
Keywords: stress-strain state, limit state, plastic deformations, normal stresses, foundation precipitation.
1747
