Напружено-деформований стан системи «пiрамідальна паля – основа» пiд дiєю вертикального та горизонтального навантаження

3. III Українська конференція по механіці грунтів та фундаментобудуванню (Одеса, вересень 1997 р.).

4. 45-48 наукові конференції професорів, викладачів, наукових робітників, аспірантів та студентів Полтавського технічного університету (Полтава, 1993-1996 рр.).

ПУБЛІКАЦІЇ ПО РОБОТІ. По темі дисертації опубліковано 16 наукових робіт.

ОБ'ЄМ ТА СТРУКТУРА РОБОТИ. Дисертація складається з вступу, чотирьох глав, загальних висновків, списку літератури та додатків. Загальний об'єм дисертації 144 сторінки, в тому числі 128 сторінок машинописного тексту, 41 малюнок, 10 таблиць. Список літератури вміщує 207 джерел.

 

 

У вступі доводиться актуальність та практична цінність роботи, сформульовані мета та задачі досліджень, подається короткий зміст дисертації.

У першому розділі розглянуто сучасний стан досліджень роботи коротких пірамідальних паль та методи їх розрахунку на дію вертикального та горизонтального навантаження.

Вивченню особливостей взаємодії коротких пірамідальних паль з грунтом сприяли наукові праці В. М. Алексєєва, А. О. Бартоломєя, Б. В. Бахолдіна, Я. Д. Гільмана, О. С. Головачева, В. Н. Голубкова, М. Н. Гольдштейна, А. Л. Готмана, А. О. Григорян, В. С. Глухова, Б. І. Далматова, А. І. Догадайло, М. В. Жукова, М. Л. Зоценка, В. І. Крутова, Ф. К. Лапшина, П. П. Личова, Е. Г. Малацидзе, М. Б. Меклера, О. О. Орла, О. В. Пілягіна, Є. В. Платонова, А. Б. Пономарьова, С. А. Слюсаренка, Ю. Ф. Тугаєнка, В. Й. Хазіна, В. Б. Швеця та ін.

Основна особливість цих паль полягає в утворенні навколо них при зануренні у грунт розвинутої зони впливу. Найбільш значною складовою зони впливу є зона ущільненого грунту, яка має форму еліпсоїда обертання з максимальним діаметром на відстані 1/2-1/3 від рівня голови палі, що дорівнює 2-3 , і розповсюджується не більш ніж на 10 см нижче вістря. Фізико-механічні характеристики грунту в цій зоні, звичайно, значно перевищують фізико-механічні характеристики природного грунту. Це сприяє збільшенню несучої здатності палі. Встановлено, що розміри зони ущільнення залежать від початкових характеристик грунту, об'єму палі та кута її конічності.

Результати експериментальних досліджень особливостей роботи коротких пірамідальних паль були покладені за основу при розробці методів їх розрахунку на дію вертикального та горизонтального навантаження, найбільш перспективними з яких є методи математичного моделювання, де використовується рішення змішаної пружнопластичної задачі та різноманітні моделі грунту.

При розробці методів розрахунку паль важливим моментом є дослідження напруг на контакті паля – грунт. Такі дослідження виконували в різні часи Є. В. Платонов, В. Й. Хазін, Б. В. Бахолдін, І. Т. Ігонькін, М. Л. Зоценко, Б. І. Завалій, Л. І. Колєсніков, Н. С. Шикалович, Р. М. Кодрянова, О. В. Козак, А. Л. Готман, В. С. Глухов та ін., що дозволило накопичити значний експериментальний досвід в галузі вивчення контактних напруг при дії вертикального навантаження, отримати та проаналізувати епюри нормальних та дотичних до бічної поверхні палі напруг, встановити характер зміни напруг від величини вертикальної складової похилого навантаження, визначити нормальні контактні напруги на бічній поверхні палі від дії горизонтального та похилого навантаження.

Експериментальні дослідження напруг на контакті паля – грунт використовуються для аналізу результатів оцінки НДС системи «пірамідальна паля – основа», яка базується на рішенні змішаної пружнопластичної задачі. Рішення цієї задачі відображено в роботах М. І. Горбунова-Посадова, В. В. Соколовського, А. С. Строганова, І. В. Федорова, Ю. М. Мурзенка, О. К. Бугрова, І. П. Бойка, О. В. Пілягіна, О. Б. Фадєєва, Д. М. Шапіро. До цього часу створена значна кількість програм для визначення НДС системи «паля – грунт», в яких використовуються різні чисельні методи та моделі грунту. До них належать «ФЛИНЗ ОС» (автори – О. К. Бугров, А. А. Ісаков, К. К. Гребнєв, ЛПІ), «Росинка» (І. П. Бойко, КІБІ), «ELPLAST» (О. В. Пілягін, С. В. Казанцев, Марійський ПІ), «START» (Д. М. Шапіро, Г. В. Полторак, Воронезький ГіпродорНДІ) та ін.

Другий розділ присвячений експериментальним дослідженням НДС системи «пірамідальна паля – основа» під дією горизонтального навантаження, які складалися з:

- статичних випробувань палі під дією горизонтального навантаження;

- вимірювання нормальних та дотичних напруг, які виникають на контакті пірамідальна паля – грунт під дією горизонтального навантаження;

- дослідження зміни під дією горизонтального навантаження зони ущільненого грунту, яка утворюється навколо зануреної палі, методом пенетрації.

Дослідження виконували за допомогою інвентарної тензометричної палі (рис. 1), конструкція якої розроблена співробітниками кафедри основ та фундаментів Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка. Паля виготовлена з листової сталі у вигляді надсіченої піраміди з квадратом у основі перерізом 70*70 см у верхній частині та 10*10 см – у нижній. Довжина палі – 2 м, кут між вертикаллю та гранню палі – 9. Маса палі – 1230 кг.

Для вимірювання контактних напруг тен-зопаля була обладнана тензодинамометрами. Одна з кришок тензодинамометрів за допомогою болтів прикріплялася до ядра жорсткості палі, а друга 

Дослідний майданчик складався такими грунтами:

шар 1 – пісок мілкий, маловологий: h=3, 0 м, =1, 69 т/м3, W=6%, =36 , c=4 кПа, E=30 МПа;

шар 2 – супісок щільний: h=1, 0 м, =1, 94 т/м3, W=19%, =34 , c=