ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Лабораторные исследования сил трения, действующих на модели фунда­ментов глубокого заложения, в оттаивающем песчаном грунте в условиях динамических воздействий проводятся в лотке размером 1.31 ґ 0.6 ґ 0.52 м (объем 0.41 м ³). Размер сторон поперечного сечения моделей фундаментов глубокого заложения от 0.03 до 0.06 м, длина от 0.6 до 1.0 м. Для того чтобы оттаивание грунта в лотке происходило сверху вниз, стенки и днище лотка тепло­изолируются плитами из пенопласта, толщиной 100 мм.

Силы трения измеряются образцовыми динамометрами сжатия марки ДОСМ-3-0.1 и растяжения марки ДПУ. Для наблюдения за послойными пе­ремещениями оттаивающего грунта в лотке устанавливаются грунтовые марки. Измерение перемещений грунтовых марок осуществляется индикато­рами часового типа ИЧ - 50.

Температура грунта в лотке измеряется полупроводниковыми терморези­сторами марки ММТ - 4, ММТ - 1. Расстояние между терморезисторами со­ставляет 10 см. Термогирлянды располагаются в дюралюминиевых трубках диаметром 22 мм, с герметично заделанным нижним концом.

Лоток с песчаным грунтом располагается в холодильной низкотемпературной камере типа КХН-2-6СМ. Внутренние раз­меры камеры 1.7 ґ 1.7 ґ 2.0 м, температура охлаждения до минус 13 °С.

Для формирования грунтов слоистой криогенной текстуры в лоток по­слойно укладывается охлажденный песок (толщина слоев 10 см) и плиты льда толщиной около 10 мм. Охлаждение песка и намораживание льда производится в низкотемпературном шкафу типа Т 25/01.2 при температуре минус 15.0 °С. Опыты проводятся в два этапа. На первом этапе выполняется формиро­вание грунта со слоистой криогенной текстурой. На втором - осуществляется оттаивание мерзлых грунтов в лотке и проводятся исследования сил трения.

Удельная величина силы трения f _n определяется по формуле

, (1)

где f _n - суммарная величина силы негативного трения, кН;

a _n - площадь боковой поверхности фундамента, в пределах кото-

рой он контактирует с оседающим при оттаивании грунтом, м ².

Динамическое воздействие на грунт создается ударом тарированного груза по металлическому стержню. Груз состоит из шести отдельных дисков, скрепленных между собой болтами. Нижний диск имеет полусферическую поверхность для того, чтобы нагрузка прикладывалась точно по оси стойки. Вес одного диска состав­ляет 1000 г, вес всего ударника - 6500 г.

Подъем груза на заданную высоту осуществляется вручную или с помощью специального подъемника. На штоке че­рез каждые 10 мм нанесены деления и просверлены отверстия, в которые встав­ляется шпилька, служащая ограничителем подъема груза. Варьируя весом груза и высотой его подъема, можно осуществлять динамические воздействия на грунт, интенсивность которых изменяется в довольно широких пределах (от 100 до 10000 мм/с ²).

Динамическое воздействие на грунт фиксируется вибродатчиками СПЭД-56М и записывается на фотобумагу осциллографа Н-115.

Иллюстрации

Рис. 1. Схема установки для исследования сил негативного трения,

действующих на железобетонную модель сваи в условиях

динамических (ударных) воздействий на грунт

Рис. 2. Схема расположения в грунтовом лотке (в плане) модели

сваи, грунтовых марок, источника динамических (ударных)

воздействий на грунт