CC BY
4УДК 625.7
Г.Е. Аюпов
РАСЧЕТ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ
ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
Приведены сведения о различных модификациях критерия Кулона -Мора, в том числе включающих третий параметр. Проведены испытания песчаных грунтов трехосным сжатием.
Ключевые слова: грунт, песок, земляное полотно, трехосное сжатие.
В настоящее время интенсивно разрабатываются методы расчета остаточных деформаций, накапливаемых грунтами земляного полотна, сыпучими и зернистыми материалами дорожных одежд [16] и даже асфальтобетоном [7, 8]. Для обеспечения отсутствия деформаций сдвига выполняют совершенствование методов расчета грунтов по устойчивости к сдвигу [9-12]. Важнейшим элементом таких расчетов является обоснование известного условия пластичности или разработка нового критерия прочности грунта, который закладывают в основу расчета касательных напряжений или безопасных давлений. В современных публикациях, посвященных этой тематике [13-18] применяют либо эмпирические условия пластичности, либо различные модификации критерия Кулона - Мора. Оригинальный критерий Кулона - Мора и его модификации даны в табл. 1.
Таблица 1
Оригинальные и модифицированные критерии Кулона-Мора
Наименование критерия Уравнение предельного состояния
оригинальный 1 ст -ст ст +стз • - 1§ф • - с ео8ф 2 2
модифицированный 1 ( 1 + 8тф ^ • 1 ст • ст - с 2 V 1 - ятф у
1/1 -81ПфТ/о (1+8т<и Vс 2 V1 + этфу V 1 VI-этфУ 3у
Анализируя зависимости табл. 1 укажем, что основная задача состоит в определении главных напряжений. Эта задача без труда решается применением формул, опубликованных в статьях [19-25]. Вторая задача является экспериментальной, она состоит в определении параметров грунта в условиях пластичности и решается постановкой опытов по трехосному сжатию образцов.
Для выполнения, указанных тестов нами применен имеется измерительно -вычислительный комплекс, который укомплектован камерой трехосного сжатия. В приборе стандартного уплотнения ПСУ, изготовлены песчаные цилиндры, из которых приспособлением для отборы пробы, изъяты цилиндрические образцы диаметром 28 мм и высотой 76 мм. Для испытаний применена методика консолидировано недренированных тестов, а обработка их результатов выполнена согласно требованиям, действующего ГОСТ. Коэффициент уплотнения песка в образцах составил 1, а математические ожидания сцепления и угла внутреннего трения составили 0,97 и 0,94 от величин, указанных в ОДН 218.046-01 и принимаемых для расчета дорожных конструкций. Учитывая то, что пески в земляном полотне уплотняются до коэффициентов уплотнения, варьирующихся в пределах 0,951, можно сделать важный вывод, касающийся необходимости учитывать степень уплотнения песка при определении сцепления и угла внутреннего трения.
Такой учет можно выполнить расчетом по математическим моделям, опубликованным в работах [26-28]. Таким образом, появляется возможность учитывать влияние степени уплотнения грунта на его параметры, характеризующие сопротивление сдвигу, что значительно расширяет банк данных о величине сцепления и угле внутреннего трения песчаных грунтов.
Поэтому точность и надежность проектирования дорожных конструкций с песчаными грунтами в
© Аюпов Г.Е., 2016.
Вестник магистратуры. 2016. № 6(57). Т. II.
ISSN 2223-4047
земляном полотне и дополнительных слоях оснований дорожных одежд повышается. Это плюс работы автора.
Библиографический список
1.Семенова Т.В., Гордеева С.А., Герцог В.Н. Определение пластических деформаций материалов, используемых в дорожных конструкциях // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2012. - №4 (37). - С. 247-254.
2.Семенова Т.В., Герцог В.Н. Пластическое деформирование материалов с дискретной структурой в условиях трехосного сжатия при воздействии циклических нагрузок // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2013. - №1 (29). - С. 68 - 73.
3.Александров А.С. Пластическое деформирование гранодиоритового щебня и песчано-гравийной смеси при воздействии трехосной циклической нагрузки // Инженерно-строительный журнал. - 2013. - №4 (39) - С. 22-34.
4.Александров А.С., Киселева Н.Ю. Пластическое деформирование гнейс- и диабаз материалов при воздействии повторяющихся нагрузок // Известия высших учебных заведений. строительство. - 2012. - №6. - С. 4959.
5.Александров А.С. Обобщающая модель пластического деформирования дискретных материалов дорожных конструкций при воздействии циклических нагрузок // Строительные материалы. 2016. № 5. С. 27-30.
6. Александров А.С. Применение теории наследственной ползучести к расчету деформаций при воздействии повторных нагрузок: монография. - Омск : СибАДИ, 2014 . - 152 с.
7.Кузин Н.В. Расчет пластических смещений асфальтобетонных порожных покрытий // Молодой ученый. -2016. - № 10 (114). - С. 253-255.
8.Кузин Н.В. Исследование пластичности дорожных асфальтобетонов // Молодой ученый. - 2016. - № 10 (114). - С. 255-257.
9.Александров А.С., Долгих Г.В., Калинин А.Л. О допускаемых давлениях на грунты земляного полотна и слои дорожной одежды // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2012. № 2. - С. 10 - 13.
Ю.Александров А.С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 2. Предложения. - Омск : СибАДИ, 2015. - 262 с.
11. Долгих Г.В. Расчет грунтов земляного полотна по критерию безопасных давлений // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2013. - №6 (34). - С. 43 - 49.
12.Долгих Г.В. Расчет нежестких дорожных одежд по критерию безопасных давлений на глинистые грунты земляного полотна // Автореф. Дис. ... канд. техн. наук. - Омск: СибАДИ. - 2014. - 20 с.
13. Александров А.С., Долгих Г.В. Калинин А.Л. Модификация критериев прочности сплошной среды для расчета грунтов земляного полотна по сопротивлению сдвигу // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». - Омск: СибАДИ, 2013. - С. 228-235.
14.Александрова Н.П., Александров А.С., Чусов В.В. Модификация критериев прочности и условий пластичности при расчетах дорожных одежд // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2015. № 1 (41). - С. 47 - 54.
15. Александров А.С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 1. Учет деформаций в условии пластичности Кулона - Мора / А.С. Александров, А.Л. Калинин // Инженерно-строительный журнал. - 2015. № 7 (59). - С. 4 - 17.
16. Александров А.С., Долгих Г.В., Калинин А.Л. Применение критерия Друкера - Прагера для модификации условий пластичности // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2013. № 2. - С. 26 - 29.
17.Чусов В.В. Перспективы применения эмпирических условий пластичности грунтов и определение их параметров при трехосных испытаниях грунтов Вестник ВолГАСУ. - 2015. № 4 (61). - С. 49-57.
18.Калинин А.Л. Совершенствование расчета касательных напряжений в дорожных конструкциях. Часть 1. Модификация критерия Писаренко-Лебедева и его применение при расчете касательных напряжений // Молодой ученый. - 2016. - № 6 (110). - С. 108 - 114.
19. Александров А.С. Один из путей расчета минимальных главных напряжений в грунтах земляного полотна / А.С. Александров // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». - Омск, СибАДИ, 2013. - С. 217 - 228.
20.Craig R.F. Soil Mechanics. - Seventh edition. Department of Civil Engineering, University of Dundee, UK. -Published by Taylor & Francis e-Library, London and New York, 2004. - 447 p.
21.Александрова Н.П. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в грунте земляного полотна // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Омск, 2013. - С. 236 - 246.
22.Александров А.С., Александрова Н.П., Долгих Г.В. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в дорожных конструкциях из дискретных материалов // Строительные материалы. - 2012. - № 10. - С. 14 - 17.
23.Foster, CR., Ahlvin R.G. Stresses and deflections induced by a uniform circular load. // Proc. Highway Research Board. - 1954. - Vol. 33. - P. 236 - 246.
24.Александрова Н.П. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в грунте земляного полотна // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы
Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Омск, 2013. - С. 236 - 246.
25. Александров А.С., Долгих Г.В. Калинин А.Л. Один из путей совершенствования расчета дорожных одежд по условию сопротивления сдвигу в грунте земляного полотна // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. — Перьм: Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
2013. — С. 9-22.
26.Семенова Т.В., Долгих Г.В., Полугородник Б.Н. Применение Калифорнийского числа несущей способности и динамического конусного пенетрометра для оценки качества уплотнения грунта // Вестник СибАДИ,
2014, № 1 - С. 59 - 66.
27.Александрова Н.П., Семенова Т.В., Стригун К.Ю. Совершенствование методов экспресс оценки качества уплотнения грунтов земляного полотна строительства автомобильных дорог / Н.П. Александрова, // Вестник СибАДИ. - 2015. - № 4. - С. 46-57.
28.Александрова Н.П., Троценко Н.А. Применение измерителя жесткости грунта Geogauge для оценки качества уплотнения при операционном контроле // Вестник СибАДИ, 2014, № 3 - С. 40 - 47.
АЮПОВ ГЕННАДИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ - студент, Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, Россия.
