CC BY
29
УДК 625.737
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ПОСИНТТТИКІВ В АРМОҐРУНТОВИХ СПОРУДАХ
В.Я. Савенко, професор, д.т.н., О.Ю. Усиченко, к.т.н., В.В. Петрович, доцент, к.т.н., В.І. Каськів, доцент, к.т.н., Національний транспортний університет
Анотація. Проаналізована робота армованих геосинтетиками підпірних стінок на автомобільних дорогах.
Ключові слова: геосинтетичні матеріали, армуючі прошарки, підпірні стінки.
Вступ
У Національному транспортному університеті на кафедрі будівництва та експлуатації доріг було проведено чисельний аналіз впливу вхідних параметрів армогрунтової підпірної стінки на величину розрахункового зусилля в армуючому прошарку.
Аналіз результатів досліджень
До розрахунків прийняли дві моделі роботи армогрунтової підпірної стінки: модель роботи гео-синтетичного прошарку у випадку наявності підпірної стінки (модель 1) та модель роботи геоси-нтетичного прошарку при підпірній стінці з облицюванням, яке не сприймає напруження від активного тиску ґрунту (модель 2).
Досліджувались такі вхідні параметри: величина опору тертя армуючого прошарку зсуву призми обвалення; величина зовнішнього постійно діючого зосередженого та смугового навантажень; розміщення смугового навантаження на поверхні призми обвалення; глибина розміщення армуючого прошарку і кількість шарів армування.
Для дослідження впливу величини Ти - опору
тертя армуючого прошарку зсуву призми обвалення на величину розрахункового кута нахилу поверхні ковзання до горизонту 9 були розраховані його значення при різних значеннях кута внутрішнього тертя ґрунту ф - за умови варіювання глибини розміщення армуючого прошарку Ни (рис. 1, 2).
Встановлено, що величина Ти не вносить суттєвих змін до розрахункової величини 9кр. (віднос-
на похибка не перевищує 3,5 %). Тому для спрощення розрахунків, при визначенні величини
и
відносна похибка, %
Рис. 1. Відносна похибка визначення величини кута нахилу поверхні ковзання призми обвалення до горизонту при різних значеннях кута внутрішнього тертя ґрунту засипки (модель 1)
відносна похибка, %
Рис. 2. Відносна похибка визначення величини кута нахилу поверхні ковзання призми обвалення до горизонту при різних значеннях кута внутрішнього тертя ґрунту засипки (модель 2)
9„, доцільно користуватися стандартними фор-
кр
мулами
= 45° + ф/2
(1)
при величині кута тертя між стінкою та ґрунтом 5=0, тобто у випадку, коли обличкування підпірної стінки не сприймає активного тиску ґрунту і виконує декоративну функцію, або утримує ґрунт від обвалення на проміжку між армуючими прошарками;
дЕ.
50
= 0,
(2)
де Еа - активний тиск ґрунту без врахування впливу армуючих прошарків, при 5^0.
Еа =-
-2 pgh2 (1- ^0,. ^ф)
І£0г. (cos8 tgф + sin 8) + cos8- зіп 8 tgф
Величина 0^, визначиться
. (3)
(
= агС£
tgф(cos 8- зіп 8tgф)
tg ф +------------------------'
соз 8tgф + зіп 8
•(4)
Для дослідження впливу зовнішніх постійно діючих зосередженого та смугового навантаження на зміну довжини закладення геосинтетичного прошарку в нерухому частину ґрунтового насипу та довжини закладення геосинтетичних обойм були розраховані їх значення при різних величинах зовнішнього навантаження. (рис. 3-5).
%
Рис. 3. Співвідношення між навантаженнями від смугового навантаження на поверхні засипки та власної маси ґрунту
Встановлено, що постійні зовнішні навантаження доцільно враховувати при величинах, що перевищують 0,2 кН для зосередженого навантаження і з рівнодійною 0,9 кН/м для смугового навантаження. Оскільки додаткові навантаження від вла-
сної ваги конструкції дорожнього одягу та облаштування не перевищують цих величин, то у разі відсутності інших постійних додаткових навантажень перевірку довжини закладення геосинте-тичного прошарку в нерухому частину ґрунтового масиву доцільно вести за відомою залежністю
%ф„ [К + Чо ]
(5)
де Т - розраховане витягуюче зусилля; к - прийнятий коефіцієнт запасу; фа - кут тертя між прошарком та ґрунтом; ки - глибина закладення прошарку, який розраховується; д0 - інтенсивність рівномірно розподіленого навантаження на поверхні ґрунту.
0,2 кН 4,3 кН 25 кН 90 кН 225 кН
01 23456789 10
Рис. 4. Співвідношення між навантаженнями від зосередженої сили на поверхні засипки та власної маси
20
40
60
и
Рис. 5. Співвідношення між навантаженнями від додаткової маси дорожнього одягу та від власної маси ґрунту засипки
Довжину закладення геосинтетичних обойм за залежністю
%
І, >
I еа 2 і-1
-ДН
^ф„ (Pgh1,:-1 + Ч )
(6)
де |
- рівнодіина сумарного активного
тиску від всіх навантажень в межах призми обвалення на інтервалі армування над прошарком, що розглядається; \._х - глибина закладення обойми.
Для дослідження впливу розміщення смугового навантаження на поверхні призми обвалення були розраховані значення додаткових зусиль розтягу від такого навантаження в прошарках при різних його положеннях.
зусилля опору зсуву, кН/м 0 2 4 6
а
о
&
п
и
и
ю
и
л
и
и
и
Рис. 6. Залежність величини зусилля опору зсуву від глибини закладення прошарку при різних значення кута внутрішнього тертя ґрунту засипки (модель 1)
зусилля опору зсуву, кН/м
Встановлено, що найбільш невигідним положенням смугового навантаження (те положення, при якому виникають найбільші додаткові напруження в геосинтетику) є максимальне наближення до облицювання підпірної стінки, причому це навантаження при такому положенні має найбільший вплив і на зниження зусилля опору зсуву ТІ..
Для дослідження впливу глибини розміщення армуючого прошарку на зниження активного тиску ґрунту були розраховані величини Т. при
різних глибинах закладення прошарків \
(рис. 6, 7).
Висновок
Встановлено, що максимальний розвантажувальний ефект спостерігався при відносній глибині закладення полотна від 0,3 до 0,7 Н); підвищення кількості шарів армування призводить до зростання розвантажувального ефекту.
Література
1. Златоверховников Л.Ф., Козлов С.М. Исследо-
вание эффективности использования гибких полотнищ в качестве разгружающих и анке-рующих устройств // Труды Союз-морниипроекта. - М.: Транспорт, 1965. -Вып. 5 (11). - С. 30-40.
2. Златоверховников Л.Ф., Булатов Г.Н., Коз-
лов С.М. Экспериментальные исследования и способ расчёта крупноблочной быстровоз-водимой набережной с двухъярусными полотнищами // Труды Союзморниипроекта. -Вып. 15. - М.: Транспорт, 1967. - С. 69-75.
3. Златоверховников Л.Ф., Кривое А.К. Исполь-
зование армирования грунта засыпки при строительстве и реконструкции причальных сооружений / Сб. научн. тр. Ленморнии-проект. - М.: Рекламинформбюро ММФ, 1977. - Вып. 4. - С. 63-71.
4. Иванов А.В. Взаимодействие тонкой подпор-
ной причальной стенки с обратной засыпкой, армированной гибкими полотнищами: Дис. ... канд. техн. наук. - СПб., 1999. -160 с.
5. Иванов А. В. Экспериментальные исследова-
ния взаимодействия тонкой подпорной стенки и обратной засыпки, армированной геотекстилем // Тезисы докладов научно-техн. конференции / СПГУВК. - СПб., 1998. - С. 159.
Рис. 7. Залежність величини зусилля опору зсуву від глибини закладення прошарку при різних значеннях кута внутрішнього тертя ґрунту засипки (модель 2)
Рецензент: В.К. Жданюк, професор, д.т.н.,
ХНАДУ.
Стаття надійшла до редакції 10 травня 2005 р.
е
о2 і-1
