CC BY
17Раздел 2. Строительство
УДК 624.151.5
ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ СИСТЕМЫ «ФУНДАМЕНТ-ОСНОВАНИЕ» ПРИ ВНЕЗАПНЫХ ДОГРУЖЕНИЯХ
Дьяков 1 И М., Дьяков 2 М.И., Барыкин 3 Б.Ю
ФГОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского». Академия строительства и архитектуры,
Адрес: г.Симферополь, ул. Киевская 181,
1karta3@mail.ru; 2dyakov2790@gmail.com; 3dekan.asf@mail.ru
Аннотация. Обоснована актуальность экспериментальных и теоретических исследований работы системы «фундамент-основание» при внезапных догружениях. Установлено, что внезапные догружения могут возникать как в аварийных ситуациях, так и в процессе нормальной эксплуатации. В качестве основного критерия внезапного догружения принята скорость дополнительного или основного (эксплуатационного) нагружения, которая выше, чем скорость перераспределения напряжений в основании. С целью выявления основных особенностей работы системы «фундамент-основание» и планирования дальнейших исследований проанализированы результаты предварительных экспериментов взаимодействия фундаментов с грунтовым основанием при внезапных догружениях. Описана принятая методика экспериментальных исследований, дана характеристика моделей фундаментов и силовой системы, использованной для испытаний. Определены некоторые особенности работы системы «фундамент-грунт» при внезапных догружениях. На основании проведенных опытов обоснована необходимость дальнейшего изучения работы системы «фундамент-основание» при внезапном нагружении и выполнено планирование экспериментов.
Предмет исследования: Особенности солового взаимодействия системы «фундамент-грунт» при внезапных догружениях. В основу исследований положена гипотеза, что внезапное догружение фундамента может приводить к изменению как параметров взаимодействия фундамента с основанием во времени, так и результата взаимодействия -несущей способности и осадки фундамента.
Материалы и методы: проанализированы литературные источники и результаты предварительных экспериментальных исследований, выполнено планирование экспериментов.
Результаты: Исходя из результатов предварительного эксперимента установлено, что воздействие на отдельно стоящий фундамент внезапного догружения, приводит к снижению несущей способности фундаментов при уменьшении общей осадки конструкции. При этом на несущую способность фундамента влияет величина нагрузки, действующей до внезапного догружения, и ее характер.
Выводы: Работа системы «фундаментов-основание» при внезапных догружениях в настоящее время недостаточно изучена. Для детального выявления особенностей изменения характера силового взаимодействия фундаментов с грунтовым основанием при внезапных догружениях, необходимо проведение дальнейших экспериментальных исследований. Применение планирования экспериментальных исследований позволяет сократить количество необходимых экспериментов без существенной потери качества результатов.
Ключевые слова: фундамент, основание, внезапные догружения, контактные напряжения, аварийные нагрузки, перераспределение напряжений.
ВВЕДЕНИЕ
Внезапное догружение фундаментов, характеризующееся быстрым увеличением нагрузки, происходит как при аварийных воздействиях, таких как: повреждение одного или нескольких вертикальных несущих элементов здания, падение груза на перекрытие, взрыв, сейсмические воздействия, так и в процессе нормальной эксплуатации, например, при установке груза краном на перекрытие, перемещении автомобиля по многоярусной стоянке и т.д.
Нормами расчета оснований и фундаментов, если нагрузка не носит явно выраженный динамический характер, скорость нагружения или продолжительность возрастания нагрузки не
учитывается. Вместе с тем система «фундамент-основание» состоит из компонентов, существенно отличающихся между собой по скорости реакции на нагружение. В связи с этим можно предположить, что внезапное догружение фундамента может приводить к изменению как параметров взаимодействия фундамента с основанием во времени, так и результата взаимодействия - несущей способности и осадки фундамента. Последствиями недоучета изменения силового взаимодействия системы «фундамент-грунт» при внезапном догружении могут быть: в условиях особых воздействий - неправильная оценка стойкости здания к прогрессирующему разрушению; в
условии нормальной эксплуатации - неравномерная осадка фундаментов и возможность преждевременного разрушения фундамента.
Цель работы - на основе анализа результатов предварительных экспериментальных
исследований силового взаимодействия системы «фундамент-грунт» при внезапных догружениях выполнить планирование дальнейших
экспериментальных исследований.
Задачи:
• рассмотреть и проанализировать результаты предварительных экспериментальных исследований силового взаимодействия фундаментов с грунтовым основанием при внезапных догружениях;
• выявить основные особенности поведения системы «фундамент-грунт» при внезапных догружениях;
• выполнить планирование дальнейших экспериментальных исследований в данной области.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Изучению поведения системы «фундамент-основание» посвящено значительное количество работ. В контексте проводимых исследований представляет интерес работы, посвященные моделям грунтового основания [1-4], распределению нормальных контактных напряжений под подошвой фундамента [5, 6], работе фундаментов на продавливание и изгиб [7, 8]. В этих и других исследованиях выявлены особенности силового взаимодействия
фундаментов с грунтовым основанием, разработаны методики расчета фундаментов и основания. Вместе с тем, влияние скорости нагружения либо времени увеличения нагрузки в процессе нагружения фундамента на особенности работы системы «фундамент-основание» не рассматривалось.
В последнее время много внимания уделяется учету аварийных нагрузок, предотвращению прогрессирующего обрушения зданий [9, 10]. При этом изменение характера работы системы «фундамент-грунт» при аварийных нагрузках не исследовалось и не учтено в методиках расчета.
В отдельных немногочисленных лабораторных штамповых испытаниях [11, 12] авторами отмечается влияния скорости нагружения на изменение напряженно-деформированного
состояния грунтов, повышение их прочности и снижение деформаций. При этом работа основания при воздействии ударных и быстро нарастающих нагрузок рассматривалась в основном с точки зрения уплотнения грунта для дальнейшего строительства. В то же время, влияние быстро нарастающего нагружения на силовое взаимодействие фундаментов с основанием остается не изученным.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В данных исследованиях под внезапным догружением понимается увеличение нагрузки на фундамент со скоростью, превышающей скорость полного перераспределения напряжений в грунтовом массиве от увеличившейся внешней нагрузки.
При внезапном догружении с момента приложения дополнительной нагрузки к фундаменту до завершения процесса перераспределения напряжений в основании, система «фундамент-грунт» находится в изменяющемся во времени состоянии. В процессе трансформации эпюры нормальных контактных напряжений в основании происходит изменение усилий в конструкции фундамента. Продолжительность трансформации системы «фундамент-грунт» после увеличения внешнего усилия в наибольшей степени определяется характеристиками грунта основания, так как в нем процессы перераспределения усилий протекают значительно медленнее, чем в фундаменте. Например, в [6] отмечается, что формирование эпюры нормальных контактных напряжений в песчаном основании после приложения нагрузки на фундамент длится не менее 15-20 минут. Предполагается, что в рассматриваемом периоде времени параметры взаимодействия фундамента с основанием может значительно отличаться от выявленного в исследованиях при стабилизированном состоянии системы
«фундамент-грунт», что соответственно приводит к временному изменению несущей способности фундамента и результирующего значения осадки фундамента.
Для выявления особенностей изменения силового взаимодействия фундаментов с грунтовым основанием в процессе внезапного догружения была проведена серия предварительных экспериментальных исследований. Для
экспериментов использовался грунтовый лоток размерами 2,2 х 2,2 х 2,2 м, заполненный песком средней крупности (рисунок 1). Размеры моделей фундаментов в плане составляли 0,5 х 0,5 м, толщина плитной части - 0,07 м. В центральной части фундамента располагался фрагмент колоны сечением 0,1 х 0,1 м, высотой 0,1 м, монолитно сопряженный с плитой. Нагружение фундаментов осуществлялось пневмогидравлическим домкратом. Было испытано 5 моделей. В ходе экспериментов измерялись такие параметры, как: уровень внешней нагрузки, время догружения и величина нагрузки, осадка плиты фундамента и ее деформация, распределение нормальных контактных напряжений под подошвой фундамента. Для фиксирования показаний приборов в процессе догружения применялся видеорегистратор со скоростью записи 60 кадров/сек.
Рисунок 1. Испытание фундаментов в лотке Fig. 1. Testing foundations in a tray
Эксперименты проводили со следующими режимами нагружения фундаментов:
модель 1: поэтапное нагружение конструкции центральной нагрузкой до разрушения фундамента с шагом нагрузки 10% от расчетной разрушающей, выдержкой нагрузки на каждом шаге не менее 15 минут;
модель 2: поэтапное нагружение конструкции центральной нагрузкой до усилия 50% от расчетной разрушающей нагрузки с шагом нагрузки 10%, выдержкой нагрузки на каждом шаге не менее 15 минут. Последующее быстрое догружение до разрушения модели;
модель 3: поэтапное нагружение конструкции центральной нагрузкой до усилия 75% от расчетной разрушающей нагрузки с шагом нагрузки 10%, выдержкой нагрузки на каждом шаге не менее 15 минут. Последующее быстрое догружение до разрушения модели;
модель 4: поэтапное многократное нагружение конструкции центральной нагрузкой до усилия 50% от расчетной разрушающей нагрузки с шагом нагрузки 10%, выдержкой нагрузки на каждом шаге не менее 15 минут. После 10-го циклического нагружения дальнейшее поэтапное нагружение образца до разрушения с шагом нагрузки 10% от расчетной разрушающей, выдержкой нагрузки на каждом шаге не менее 15 минут;
модель 5: поэтапное многократное нагружение конструкции центральной нагрузкой до усилия 50% от расчетной разрушающей нагрузки, с шагом нагрузки 10% от расчетной разрушающей, выдержкой нагрузки на каждом шаге не менее 15 минут. После 10 циклов нагружения быстрое догружение до разрушения модели.
Догружение моделей после статической нагрузки производили пневматической системой
пневмогидравлического домкрата с импульсной подачей каждого последующего усилия. Промежутки между импульсами нагрузки составляли не более 0,5 секунды. Средняя скорость подачи усилия догружения составляла 1,0 кН/сек. Импульсный характер подачи нагрузки был необходим для более точной фиксации результатов показания приборов и определения несущей способности фундаментов. Такой метод нагружения был обоснован и опробован в [11, 12]. Отсутствие существенного качественного влияния импульсной подачи усилий на результаты эксперимента, с одной стороны, объясняется медленным процессом перераспределения напряжений в грунте. С другой стороны, принятая средняя скорость нарастания нагрузок возможна при авариях каркасных зданий и не вызывает существенных динамических воздействий на основание, которые могли бы привести к структурным изменениям грунта.
При анализе экспериментов изучали влияние внезапного догружения на несущую способность фундаментов, осадку и распределение нормальных контактных напряжений под подошвой, выявляли роль в изменении силового взаимодействия фундаментов с основанием при внезапном догружении таких факторов, как уровень предварительного нагружения и наличие предварительных нагружений малоцикловыми нагрузками.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Все испытанные модели фундаментов разрушились от изгиба по нормальному сечению (рисунок 2). Опытные и расчетные значения разрушающей нагрузки представлены в таблице 1.
Рис. 2. Фундаменты Ф-1 - Ф-5 после разрушения Fig. 2. F-1 - F -5 foundations after destruction
Таблица 1. Результаты испытания моделей фундаментов Table 2. Results of testing Foundation models
Снижение
№ обра з-ца Расчетная несущая способность фундаментов, Ррас, (кН) по СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции Уровень предваритель ного нагружения (кН) Количество циклов предваритель ного нагружения Наличие внезапно Опытная несущая способно сть, Pi (кН) Pi /Риз несущей способнос ти относител
го догруже ния Pi/Рпр ьно базового фундамен та (%)
на изгиб Риз на продавливание, Рпр
Ф-1 35,40 31,70 - 0 нет 40,00 1,13 1,26 -
Ф-2 35,40 31,70 15,00 0 есть 35,00 0,99 1.1 ^ 100% Pi =12,5
Ф-3 35,40 31,70 22,00 0 есть 36,00 1,02 1,14 ^ 100% Pi =10,0
Ф-4 35,40 31,70 15,00 10 нет 48,00 1,36 1,51 -
Ф-5 35,40 31,70 15,00 10 есть 39,00 1,10 1,23 ^^ 100%о р* =18,8
Как видно из таблицы 1, несущая способность фундамента Ф-2, испытанного при быстром догружении, после уровня предварительной нагрузки 50% от расчетной разрушающей нагрузки, оказалась на 12,5% ниже, чем у образца Ф-1, испытанного при традиционном медленном
загружении. При увеличении уровня предварительного нагружения до 75% от расчетной разрушающей нагрузки (образец Ф-3), снижение несущей способности составило 10,0% относительно базовой модели Ф-1. Использование предварительных многоцикловых нагружений
нагрузкой 50% от разрушающей привело к повышению несущей способности фундамента Ф-4 по сравнению с Ф-1. Эффект повышения несущей способности фундамента после цикла малоцикловых нагрузок описан в [7, 8]. Несущая способность фундамента Ф-5 с аналогичным предварительным малоцикловым нагружением, испытанного с внезапным догружением, оказалась
Таким образом, у всех образцов, испытанных с внезапным догружением, отмечалось снижение несущей способности по сравнению с традиционно испытанными образцами. Наибольшее снижение несущей способности при внезапном догружении выявлено у фундаментов, на которые ранее воздействовали многоцикловые нагружения. Уровень нагрузки, действовавшей на фундамент до внезапного догружения, в меньшей степени влиял на снижение несущую способность фундамента при внезапном догружении.
Предварительный анализ эффекта снижения несущей способности фундаментов при внезапном догружении показал, что оно связано с изменением формы эпюры нормальных контактных напряжений. При медленном нагружении происходит перераспределение нормальных контактных напряжений с повышением ординат эпюры под центральной частью фундамента и понижением - у краевых зон. Перераспределение, в первую очередь, связано с увеличением изгиба плиты и развитием пластических деформаций в грунте у краевых зон подошвы. Такое перераспределение происходит в течение процесса нагружения и приводит к снижению усилий в плите фундамента. При быстром нагружении фундамента
на 18,8% ниже базового образца (Ф-4), и не достигла величины несущей способности фундамента Ф-1.
Существенная разница в характере разрушения моделей фундаментов в экспериментах выявлена не была. У образцов, испытанных с внезапным догружением, отмечалась более низкая величина осадки фундаментов перед разрушением, по сравнению с остальными моделями при одинаковых уровнях нагрузки (рисунок 3).
перераспределение нормальных контактных напряжений отстает во времени от процесса увеличения нагрузки. В результате в процессе внезапного догружения при меньшем уровне внешней нагрузки, усилия в фундаменте оказываются более высокими, чем в процессе медленного нагружения при одинаковом значении нагрузки.
Можно предположить, что на рассматриваемый эффект снижения несущей способности фундаментов при внезапном нагружении оказывает влияние скорость протекания таких процессов, как:
- изменения соотношения уровня вертикальных и горизонтальных, нормальных и касательных напряжений в массиве грунта;
- развитие пластических деформаций у краевых зон фундамента;
- уплотнение грунта и др.
Вероятно, определенную роль в снижении несущей способности фундамента при быстром догружении играют формирование формы эпюры напряжений в сжатой зоне бетона фундамента в сечениях по граням колонны, развитие пластических деформаций и трещинообразование в бетоне фундамента.
Рис. 3. Осадка фундаментов Ф-1 - Ф-5 Fig. 3. Foundation draught F-1 - F-5
Проведенные предварительные
экспериментальные и теоретические исследования показали, что на изменение работы отдельно стоящих фундаментов при внезапных догружениях наиболее существенное влияние оказывают такие факторы, как: уровень нагрузки на фундамент до внезапного догружения, наличие предварительных нагружений, скорость нарастания нагрузки внезапного догружения, жесткость фундаментной плиты.
Учитывая наличие испытательной базы, размеры грунтового лотка, необходимости исключения эффекта «обоймы» от стен лотка, для планируемых экспериментальных исследований целесообразно назначить геометрические размеры моделей фундаментов в плане, равными 0,5 х 0,5 м, с колонной сечением 0,1 х 0,1 м.
Основываясь на анализе предварительных экспериментальных и теоретических исследований, целесообразно принять следующие величины варьируемых параметров:
- уровень нагрузки на фундамент до внезапного догружения -25%, 50% и 75% от расчетной разрушающей нагрузки;
- толщина плитной части фундаментов - 0,05м, 0,07м, 0,01м;
- время нарастания нагрузки внезапного догружения не более: 10 сек. 1 мин, 5 мин;
- режим нагружения: без внезапного догружения, с внезапным догружением после однократного нагружения, с внезапным догружением после малоциклового нагружения.
Уровень предварительного нагружения
25% 50% 75%
Режим нагружения
1* 2* 3* 1* 2* 3* 1* 2* 3*
Толщина плиты 50 мм Продолжительность нарастания нагрузки 10 сек
60 сек
300 сек
70 мм 10 сек
60 сек
300 сек
100 мм 10 сек
60 сек
300 сек
* режим нагружения: 1 - без внезапного догружения, 2 - с внезапным догружением после однократного нагружения,
3 - с внезапным догружением после малоциклового нагружения
Рис. 4. Комбинационный квадрат Fig. 4. Combination square
Шаг варьируемого уровня нагрузки на фундамент до внезапного догружения принят в размере 25% от расчетной разрушающей нагрузки, что дает возможность получить минимальное необходимое количество экспериментов для построения зависимостей. Минимальное начальное нагружение фундамента до приложения нагрузки внезапного догружения принято в размере 25% от расчетной разрушающей нагрузки. Это связано с тем, что при меньших величинах нагрузки, как правило, не обеспечивается равномерный контакт подошвы фундамента с основанием, что неизменно будет влиять на точность экспериментов.
Варьирование параметров толщины плитной части фундаментов в величинах 0,05м, 0,07м и 0,1м отражает различные типы фундаментов по жесткости (гибкие, средней гибкости и жесткие), характерные для реальных условий. Учитывая имеющиеся отличия в перераспределении нормальных контактных напряжений под подошвой фундамента у гибких и жестких фундаментов, использование этих типов фундаментов в экспериментах позволит выявить роль перераспределения нормальных контактных напряжений под подошвой фундамента в изменении несущей способности фундаментов при внезапных догружениях и итоговой осадке фундаментов.
С учетом сочетания 4 изменяемых факторов, принимающих 3 варианта параметров каждый, для получения результатов экспериментов, имеющих достоверность 95% с коэффициентом вариации 25%, требуется выполнить 324 эксперимента.
С целью более оптимального выполнения экспериментальных исследований и обеспечения достоверности результатов было выполнено планирование экспериментов. Для планирования использовался метод построения комбинационных квадратов [12].
Планирование эксперимента (рис. 4) показало, что для выявления влияния выбранных варьируемых параметров на работу системы фундамент-грунт при внезапном догружении необходимо провести 9 опытов с различным сочетанием варьируемых параметров.
ВЫВОДЫ
Работа системы «фундаментов-основание» при внезапных догружениях в настоящее время полностью не изучена. Это не позволяет с достаточной степенью точности оценить изменение таких параметров взаимодействия, как несущая способность фундаментов, осадка, а так же разработать методику расчета фундаментов, в том числе для использования ее в расчетах зданий на прогрессирующее разрушение и аварийные нагрузки.
Предварительный эксперимент показал, что воздействие на отдельно стоящий фундамент внезапного догружения, характеризующегося большой скоростью нарастания нагрузки, приводит к снижению несущей способности фундаментов при уменьшении общей осадки конструкции. При этом на несущую способность фундамента влияет величина нагрузки, действующей до внезапного догружения, и ее характер.
Для детального выявления особенностей изменения характера силового взаимодействия фундаментов с грунтовым основанием при внезапных догружениях, необходимо проведение дальнейших экспериментальных исследований. Они должны затрагивать такие факторы, как: скорость догружения, жесткость фундаментов, характеристики действовавшей до внезапного догружения нагрузки и др. Применение планирования экспериментальных исследований позволяет сократить количество необходимых экспериментов с 324 до 9 без существенной потери качества результатов.
Необходима разработка методики расчета несущей способности и осадки фундаментов при внезапных догружениях. Целесообразен учет особенностей работы системы «фундамент-грунт» при внезапных догружениях в расчетах зданий на прогрессирующее обрушение, так как они могут влиять как на перераспределение усилий в вертикальных элементах здания в аварийной ситуации, так и привести к прогрессирующему обрушению здания за счет вызванного разрушения фундаментов или изменения из осадки
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мирный А.Ю., Тер-Мартиросян А.З. Области применения современных механических моделей грунтов / А.Ю. Мирный, А.З. Тер-Мартиросян // М.: Геотехника. - 2017 №1. - С.20-26.
2. Орехов В.В., Орехов М.В. Использование модели упрочняющегося грунта для описания поведения песка различной плотности при нагружении // Вестник МГСУ. - 2014. - № 2.
3. Шашкин А.Г. Вязко-упруго-пластическая модель поведения глинистого грунта/ А.Г. Шашкин // Развитие городов и геотехническое строительство. - Вып. №2. - 2011. - С. 1-32.
4. Schanz T., Vermeer P.A., Bonnier P.G. The hardening soil model: formulation and verification Proceedings of the International Plaxis symposium [Beyond 2000 in computational geotechnics]. Rotterdam: Balkema. 1999. pp. 281-296
5. Довнарович С.В., Тепляков А.А. Напряжения в основании под жестким и гибким фундаментами при первичном и вторичном нагружениях // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1987. - № 1. - С. 29-31.
6. Леденев В.В. Несущая способность и деформативность оснований и фундаментов при сложных силовых воздействиях: монография. Том1,2. Тамбов: Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2015. 672 с.
7. Дьяков, А.И. Учет перераспределения нормальных контактных напряжений под подошвой отдельно стоящих фундаментов при малоцикличных нагрузках в расчете на продавливание // Строительная механика и расчет сооружений. - 2015. - №6. - С. 57-62.
8. Дьяков И.М., Дьяков М.И. Совершенствование расчета отдельно стоящих фундаментов на изгиб при внецентренных малоцикловых нагрузках // Строительство и техногенная безопасность. - 2017. - № 9 (61). -С. 55-61.
9. Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях: Научное издание / В.И. Колчунов, Н.В. Клюева, Н.Б. Андросова, А.С. Бухтиярова. М.: Издательство АСВ, 2014. 208 с.
10. Проектирование мероприятий по защите зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Методическое пособие. - М. - 2018. -158 с.
11. Денисенко В.В. Ляшенко П.А. Исследование влияния скорости приложения постоянно возрастающей нагрузки на консолидацию грунтов после нагружения // Научные труды КубГТУ, 2016. №15. С. 1 - 15.
12. Кравченко Э.В, Денисенко В.В, Будагов И.В. Ляшенко П.А. Методы испытания грунтов постоянной скоростью нагружения и постоянной скоростью деформации // Научные труды КубГТУ, 2018. № 4. С. 72 -85.
13. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. М.: изд-во «Наука», 1970. 76 с.
REFERENCES
1. Mirny A.Yu., Ter-Martirosyan A.Z. Areas of application of modern mechanical models of soils / A.Yu. Mirny, A.Z. Ter-Martirosyan // Moscow: geotechnics. - 2017. - №1. - P. 20-26.
2. Orekhov V.V., Orekhov M. V. Using a model of hardening soil to describe the behavior of sand of various densities under loading // Vestnik MGSU. -2014. - No. 2.
3. Shashkin A. G. Visco-elastic-plastic model of clay soil behavior/ A. G. Shashkin // Urban development and geotechnical construction, Issue №2. -2011. - Pp. 132.
4. Schanz T., Vermeer P.A., Bonnier P.G. The hardening soil model: formulation and verification Proceedings of the International Plaxis symposium [Beyond 2000 in computational geotechnics]. Rotterdam: Balkema. 1999. pp. 281-296.
5. Dovnarovich S.V., Teplyakov A.A. Stresses in the base under rigid and flexible foundations under primary and secondary loads // Bases, foundations and soil mechanics, 1987, no. 1, Pp. 29-31.
6. Ledenev V.V. Bearing capacity and deformability of bases and foundations under complex force effects: monograph. Volume 1,2. Tambov: Tambov state technical University (TSTU), 2015. 672 p.
7. Dyakov, A.I. Accounting for the redistribution of normal contact stresses under the sole of free-standing
foundations under low-cyclic loads in the calculation of pushing // Construction mechanics and calculation of structures. 2015. No. 6. P. 57-62.
8. Dyakov I.M., Dyakov M.I. Improving the calculation of free - standing foundations for bending at off-center low-cycle loads // Construction and technogenic safety. 2017. No. 9 (61). Pp. 55-61.
9. Survivability of buildings and structures under beyond design impacts: Scientific publication / V.I. Kolchunov, N.V. Klyueva, N.B. Androsova, A.S. bukhtiyarova. M.: publishing house of the DIA, 2014. 208 p.
10. Designing measures to protect buildings and structures from progressive collapse. Methodological guide. - M.-2018. -158 p.
11. Denisenko V.V. Lyashenko P.A. Investigation of the impact of the application rate of constantly increasing load on soil consolidation after loading // Scientific works of KubSTU, 2016, No. 15, Pp. 1-15.
12. Kravchenko E.V., Denisenko V.V., Budagov I.V. Lyashenko P.A. Methods of testing soils with constant loading speed and constant deformation speed // Scientific works of KubSTU, 2018, No. 4, Pp. 72-85.
13. Protodyakonov M.M., Teder R.I. Methods of rational planning of experiments. Moscow: Nauka publishing house, 1970, 76 p.
PLANNING OF EXPERIMENTAL STUDIES OF THE "FOUNDATION-BASE" SYSTEM IN CASE
OF SUDDEN OVERLOADS
Diakov1 I.M., Diakov2 M.I., Barykin3 BY.
Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky, 4, Vernadskogo avenue, Simferopol, 295007, Russia 1karta3@mail.ru; 2 dyakov2790@gmail.com; 3dekan.asf@mail.ru
Abstract. The relevance of experimental and theoretical studies of the work of the foundation-foundation system in sudden burdens is justified. It was established that sudden loads can occur both in emergency situations and in the course of normal operation. The main criterion of sudden loading is the rate of additional or main (operational) loading, which is higher than the rate of stress redistribution in the base. In order to identify the main features of the foundation-foundation system and plan further studies, the results of preliminary experiments of the interaction of foundations with the soil base during sudden loads were analyzed. The accepted method of experimental research is described, the characteristics of the models of foundations and the power system used for testing are given. Some features of "foundation-soil" system operation in case of sudden loading are defined. Based on the conducted experiments, the need for further study of the foundation-foundation system in case of sudden loading was substantiated and the experiments were planned.
Subject: Features of the salt interaction of the "Foundation-ground" system during sudden reloads. The research is based on the hypothesis that a sudden sinking of the Foundation can lead to changes in both the parameters of the interaction of the Foundation with the Foundation over time, and the result of the interaction - the bearing capacity and precipitation of the Foundation. Materials and methods: literature sources and results of preliminary experimental studies are analyzed, and experimental planning is performed.
Results: Based on the results of the preliminary experiment, it was found that the impact on a free-standing Foundation of sudden reloading leads to a decrease in the load-bearing capacity of the foundations with a decrease in the overall draft of the structure. At the same time, the load capacity of the Foundation is affected by the magnitude of the load acting before the sudden immersion, and its nature
Conclusions: The operation of the "foundations-base" system in case of sudden overloads is currently not sufficiently studied. Further experimental studies are necessary to identify in detail the features of changes in the nature of the force interaction of foundations with the ground base during sudden reloads. The use of experimental research planning allows you to reduce the number of necessary experiments without significantly losing the quality of the results Key words: Foundation, Foundation, sudden dives, contact stresses, emergency loads, stress redistribution.
