Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Основы и фундаменты

Диссертационная работа:

Лучкин Максим Александрович. Учет развития деформаций основания во времени при совместном расчете системы "основание-фундамент-здание" : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.02 Санкт-Петербург, 2007 162 с. РГБ ОД, 61:07-5/2018

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Глава 1. Закономерности деформирования пылевато-глинистых

грунтов и их учет при расчете осадок во времени 9

  1. Лабораторные исследования напряженно-деформированного состояния пылевато-глинистых грунтов 9

  2. Основные принципы моделирования работы грунтовой среды 16

  3. Методы прогноза осадок фундаментов на пылевато-глинистых грунтах 19

  4. Задачи и цели исследования 32

Глава 2. Методологические особенности расчета осадок фундаментов

на слабых глинистых грунтах 34

  1. Особенности поведения слабых глинистых грунтов Санкт-Петербурга 34

  2. Анализ особенностей выбранной упрочняющейся упруго-вязко-пластической модели при расчете нелинейных

37
деформаций грунта

  1. Учет развития деформаций грунта во времени на основе выбранной упруго-вязко-пластической модели 41

  2. Моделирование процесса деформирования грунта во времени 45

2.5 Выводы по главе 2 51

Глава 3. Экспериментальное определение прочностных и

реологических параметров глинистого фунта для

численного моделирования деформации во времени

3.1 Методические особенности испытания пылевато-глинистых
грунтов в лабораторных условиях 52

3.2 Определение параметров деформационного упрочнения для

выбранной упруго-вязко-пластической модели на основе

54
лабораторных и полевых испытаний

3.3 Сравнение результатов расчетов по выбранной модели со

стендовыми испытаниями, моделирующими сложное

63
напряженно-деформированное состояние фунта

3.4 Выводы по главеЗ 73

Глава 4. Сопоставление численных расчетов с данными натурных

наблюдений за осадками зданий 75

  1. Анализ результатов расчетов с данными натурных наблюдении за осадками зданий 75

  2. Оценка эффективности предлагаемой методики расчетов 91

  3. Прогноз осадки комплекса зданий на территории Санкт-Петербурга 96

  4. Выводы по главе 4 109

Основные выводы \\\

Список литературы ИЗ

Приложение 1 126

Введение к работе:

Актуальность темы заключается в необходимости разработки методики учета развития деформаций основания во времени при совместном расчете системы основание-фундамент-здание. В соответствии с требованиями действующих норм, учет совместной работы основания, фундамента и надземных конструкций здания является одним из основных принципов проектирования зданий и сооружений. При этом рекомендуется «учитывать геометрическую и физическую нелинейность, анизотропность, пластические и реологические свойства материалов и грунтов».

Достоинством предлагаемой методики расчета является возможность определения усилий в фундаментах и надземных конструкциях здания, связанных с развитием неравномерных деформаций основания во времени.

Согласно данных натурных наблюдений осадки зданий на пылевато-глинистых грунтах могут развиваться в течение достаточно длительного периода времени (нескольких десятилетий). В таких условиях, при совместных расчетах основанных на рассмотрении стадии стабилизации деформаций, не оценивается промежуточный и достаточно длительный период развития этих деформаций. Типичным примером является оценка взаимного влияния зданий при поэтапном возведении. В этом случае для расчета взаимного влияния двух соседних зданий необходимо оценивать доли деформации основания первого здания до начала строительства второго. Такая оценка подразумевает необходимость расчета деформаций основания во времени, от точности которой будут принципиальным образом зависеть величины напряжений в конструкциях зданий связанные с взаимным влиянием. Таким образом, разработка методики расчета деформации основания во времени является актуальной, прежде всего для корректной оценки усилий в конструкциях с учетом реальных сроков и последовательности возведения сооружений. Прогноз величины осадки сооружения и характера развития деформаций основания во времени важен и для безопасной эксплуатации в послестроительный период.

Вторым существенным фактором актуальности расчета деформаций основания во времени является появление дополнительных возможностей при анализе данных натурных наблюдений. В большинстве случаев наблюдения за

деформациями зданий и сооружений производятся в течение относительно короткого периода времени, в течение которого не всегда наблюдается стабилизация осадок. Для оценки конечной осадки по данным таких незавершенных наблюдений необходима экстраполяция, которая является недостаточно точной. В результате, статистический материал для сравнения наблюдаемых конечных осадок здания с расчетными величинами осадок является недостаточным. Анализ деформаций во времени позволяет оценивать тенденции развития осадок, проявляющиеся на начальном этапе строительства и эксплуатации здания и сравнивать расчетные и измеренные величины осадок на различные периоды времени. Таким образом, разработка методики расчета деформаций основания во времени является актуальной и для выполнения статистической оценки достоверности геотехнических расчетов по сравнению с данными натурных наблюдений.

Третьим фактором актуальности совместных расчетов деформаций здания и основания во времени является возможность использования таких расчетов при интерактивном мониторинге, который получил широкое развитие в мире, как научное сопровождение сложных объектов. Корректность выполненного прогноза может быть оценена уже на начальной стадии существования сооружения путем сопоставления наблюдаемых деформаций и усилий в конструкциях с расчетными. Такое сопоставление является актуальным для принятия проектных решений с учетом степени опасности тех или иных наблюдаемых на строительной площадке тенденций.

Целью данной работы является получение в лабораторных и полевых условиях исходных данных для численного моделирования строительных ситуаций и на этой основе создания методики расчета деформаций основания во времени с учетом его совместной работы с надземными конструкциями здания.

Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи: Произведен анализ существующих методов расчета и принципов учета

развития осадок основания во времени, выявлены их достоинства и

недостатки.

Выявлены основные методологические особенности, связанные с лабораторными испытаниями грунтов и в большей степени, влияющие на получаемые результаты.

По результатам полевых и лабораторных испытаний получены необходимые для численного моделирования корреляционные зависимости прочностных и реологических характеристик грунта от его физических свойств и данных статического зондирования, выявлены общие закономерности.

Решена серия тестовых примеров развития осадки во времени с использованием стендовых и стабилометрических испытаний, выполненных по специальной и стандартной методикам.

Проанализирована достоверность разработанной методики расчета деформации основания во времени на основе сопоставления результатов этих расчетов с данными имеющихся наблюдений за осадками 15 зданий на характерных грунтах Санкт-Петербурга.

Для решения данных задач были применены современные аналитические и численные методы исследования. Достоверность результатов расчетов подтверждается сопоставлением их с данными натурных наблюдений.

Научная новизна работы состоит в следующем:

  1. Разработана методика получения исходных параметров для принятой упруго-вязко-пластической реологической модели грунта на основе специально разработанного комплекса лабораторных и полевых испытаний.

  2. Выявлены закономерности, позволяющие с достаточной точностью оценить необходимые для расчета параметры рассматриваемой упруго-вязко-пластической реологической модели на основе физических характеристик грунтов и данных статического зондирования, получаемых в процессе изысканий.

  3. Разработана методика расчета деформаций оснований и сооружений во времени численным методом с использованием полученных в результате исследований параметров.

  4. Результаты расчетов по выбранной реологической модели сопоставлены с данными специальных лабораторных и стендовых экспериментов.

  1. Результаты расчетов по предлагаемой методике сопоставлены с данными натурных наблюдений за осадками 15 зданий на характерных грунтах Санкт-Петербурга.

  2. На основе статистической оценки показано, что предлагаемая методика позволяет повысить точность расчета деформаций оснований по сравнению с методами, регламентируемыми нормативными документами.

На защиту выносится:

  1. Методика расчета деформации основания во времени, заключающаяся в использовании специально получаемых параметров прочностных и реологических свойств пылевато-глинистых водонасыщенных грунтов в рамках принятой упруго-вязко-пластической модели, при построении расчетных схем метода конечных элементов.

  2. Полученные в результате лабораторных исследований глинистых грунтов корреляционные зависимости, позволяющие с достаточной точностью определять исходные параметры рассматриваемой упруго-вязко-пластической модели по физическим характеристикам грунта и данным статического зондирования.

  3. Анализ корректности описания работы пылевато-глинистого грунта в рамках рассматриваемой упруго-вязко-пластической модели на основе сопоставления с данными лабораторных и стендовых испытаний.

  4. Предлагаемая методология сопоставления результатов численных расчетов с данными наблюдений за осадками 15 зданий на территории Санкт-Петербурга.

  5. Анализ изменения напряженно-деформируемого состояния надземных конструкций при совместных расчетах с учетом временных факторов. Практическая ценность работы и реализация результатов исследований

состоит в разработке методики расчета деформации основания во времени с использованием упруго-вязко-пластической реологической модели, а также полученных в результате лабораторных и полевых испытаний корреляционных зависимостей, позволяющих подобрать исходные данные для численного моделирования.

Реализация предлагаемой методики осуществлена в рамках программного расчетного комплекса FEM models 2.0, позволяющего производить пространственное численное моделирование совместной работы основания и надземных конструкций здания с использованием полученных автором зависимостей.

Апробация работы заключается в выполнении совместных численных расчетов развития деформации основания во времени по предлагаемой методике, а также получения закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния надземных конструкций при неравномерных осадках для ряда проектируемых объектов в Санкт-Петербурге: Мариинский театр-2,3, пр.Художников 11-А, жилое здание на пересечении Богатырского пр. и Туристской ул., (квартал 56А района Северо Приморской части, на пятне корп. 27, участок 1), СПЧ квартал 66.

Публикации. Основные положения диссертации и материалы исследований изложены в 5 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов. Список литературы состоит из 148 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Общий объем работы составляет 162 страницы, 86 рисунков и 32 таблицы.

Подобные работы
Шашкин Константин Георгиевич
Оценка напряженно-деформированного состояния системы "основание-фундамент-здание" с учетом совместной работы
Давлетяров Динар Анфисович
Исследование работы свайного фундамента крупнопанельного здания при образовании карстового провала
Зализский Александр Григорьевич
Деформации основания реакторного отделения АЭС и их регулирование в процессе строительства и эксплуатации
Ибадильдин Нурхат Амангельдинович
Прогноз влияния возведения сооружений на плитном фундаменте на деформации песчаного основания существующих зданий
Иванов Иван Сергеевич
Устойчивость незаглубленных жестких фундаментов на песчаном основании при действии наклонных нагрузок в условиях плоской деформации
Нгуен Занг Нам
Взаимодействие буронабивных длинных свай с грунтовым основанием с учетом фактора времени
Невзоров Александр Леонидович
Обеспечение устойчивого функционирования системы "основание-техногенная среда" в сложных инженерно-геологических условиях
Бартоломей Леонид Адольфович
Прогноз осадок сооружений с учетом совместной работы основания, фундамента и надземных конструкций
Дьяков Михаил Юрьевич
Исследование несущей способности двухслойного основания заглубленного фундамента
Мариничев Максим Борисович
Компенсация неравномерной сжимаемости основания жесткостью фундамента (На примере грунтовых условий г. Краснодара и края)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net