Испытания моделей винтовых свай
Испытания винтовой сваи в пространственной постановке. Свая из дерева с соблюдением геометрических параметров объемной модели. Количественные результаты гипотезы Мизеса-Шлейхера-Боткина. Выполнение реализации алгоритма в программном комплексе Полюс.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.05.2017 |
| Размер файла | 3,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»
Испытания моделей винтовых свай
В.Ф. Акопян
Ростов-на-Дону
Предельное состояние винтовой сваи определяется двумя факторами. Первый - НДС тела сваи в окрестности зуба и возможное разрушение самих зубьев. Второе - особенности НДС грунта вокруг зубьев, которые могут привести к изменению качественной картины срыва сваи по боковой поверхности. Для изучения этих особенностей выполнена серия натурных экспериментов, которые непосредственно проверялись численными с целью определить наиболее подходящие гипотезы и алгоритмы моделирования процесса нагружения сваи.
Рис. 1 Схема жесткой рамы испытательного стенда, где: 1- стальная колонна из двутавра №16 ГОСТ 8239-89 с перфорацией отверстиями O 12 мм; 2 - стальная балка из двутавра №16 ГОСТ 8239-89 с перфорацией отверстиями O 12 мм;
В объеме выполняемой работы по изучению фундаментов из винтовых свай была запланирована экспериментальная проверка их характеристик. Помимо расчетов, выполненных согласно [1] и [2], проведено два вида испытаний - в плоской и пространственной постановке.
Для всех испытаний разработана жесткая рама, схема которой представлена на рисунке 1.
Балки крепятся к колоннам через приваренные к торцам пластины толщиной 10 мм. В пластинах просверлены 4 отверстия O 12 мм. Такая конструкция позволяет варьировать положение двух балок по высоте независимо друг от друга. Помимо этого может изменяться и положение самого домкрата, прикрепленного болтами к перфорированному поясу балки. Это позволило провести запланированные эксперименты в двух разных постановках. винтовой свая полюс
Эксперимент в плоской постановке необходим для получения общей картины деформации околосвайного грунта в процессе загружения эксплуатационными нагрузками. Для данных испытаний был разработан лоток плоского типа. Он представляет собой два стекла, размером 300х400х10 мм. Зазор между ними составляет 30 мм. Стекла зажаты в обойму из фанеры, стянутой полем болтов O 10 мм. Помимо этого, сама обойма по контуру имеет отверстия, которыми она крепится к колоннам и балкам болтами O 10 мм. Давление, передаваемое от домкрата на сваю, а со сваи на грунт, частично воспринимает стекло, а, частично, обойма.
Свая была изготовлена из дерева с соблюдением геометрических параметров объемной модели.
Решение упругопластической задачи проводилось так же методом конечных элементов, линеаризация осуществляется шаговым методом. При использовании метода продолжения по параметру нагружения разрешающие уравнения для ансамбля конечных элементов записаны в (1).
(1)
При этом использованы различные гипотезы предельного состояния грунта и определены те, которые дали лучшую сходимость с натурным экспериментом. Реализация алгоритма выполнена в программном комплексе Полюс.
Испытание в плоском лотке показало, что качественная картина деформирования околосвайного грунта схожа с деформированным состоянием, полученным при численном моделировании, что говорит о достаточной достоверности выдвинутой гипотезы о наступлении предельного состояния грунта вокруг винтовой сваи. К тому же, «срыв» грунта произошел не по внешнему диаметру резьбы, а по грунту за пределами резьбы. Это говорит о том, что несущая способность грунта под нижней гранью резьбы была так же частично использована.
Количественно лучшие результаты дала гипотеза Мизеса-Шлейхера-Боткина.
Далее была испытана модель винтовой сваи в пространственной постановке в масштабе 1:5. Для этого применили «высокий» лоток габаритами 1,2х0,3х0,3 м. Модель сваи была изготовлена из эпоксидной смолы ЭДТ-10 с продольным и поперечным армированием. Для возможности передачи на сваю крутящего момента на ее конце была устроена шестигранная гайка. В качестве грунта применили песок мелкий с коэффициентом пористости e = 0,7. Вертикальные перемещения свай фиксировали индикаторы часового типа. Вертикальное усилие измеряли динамометром ДОСМ -3-1 ТУ 2.06.590-76. Процесс испытания и внешний вид винтовой сваи показаны на рисунке 2.
Рис. 2 Испытания винтовой сваи в пространственной постановке, где: а) процесс загружения винтовой сваи вертикальной нагрузкой после процесса ввинчивания; б) внешний вид винтовой сваи.
Процесс испытания винтовой сваи в «высоком» лотке включал в себя два этапа:
1. Монтаж сваи - на этом этапе на сваю одновременно передавались два усилия: крутящий момент и вертикальная сила. Причем вертикальная сила подавалась дозированно, в размере необходимом для погружения сваи ровно на один шаг резьбы за один оборот.
2. Загружение «эксплуатационной нагрузкой». На этом этапе на сваю передавалось только вертикальное усилие без передачи крутящего момента. Таким образом, моделировалась ее работа уже после окончания процесса ввинчивания.
Параметры модели сваи:
Длина - 300 мм; диаметр ствола - 50 мм; шаг резьбы - 50 мм; высота резьбы - 20 мм; форма резьбы - равносторонний треугольник.
На втором этапе испытания фиксировались вертикальное усилие и вертикальное перемещение модели. Причем процесс передачи нагрузки происходил поэтапно. После нагружения сваи происходило плавное спадание вертикального усилия. Это объясняется перераспределением внутренних усилий в массиве грунта. Поэтому нагрузки фиксировались после их стабилизации. Так же для статической нагрузки измерялись соответствующие ей деформации. График зависимости перемещений сваи от нагрузки приведен на рисунке 4
Рис.4 График зависимостей вертикальной осадки свай от вертикальной нагрузки
Таким образом, получена кривая, достаточно точно описываемая экспоненциальной зависимостью. Это соответствует типовой картине зависимости «нагрузка-осадка», полученной согласно [3]. В дальнейшем планируется провести экспериментальные испытания моделей свай в грунтах ненарушенной структуры.
Литература
1. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. - Введ. 1987-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 54 с.: ил.; 29 см.
2. СП 50-102-2003.Проектирование и устройство свайных фундаментов.- Введ. 2003-06-21. -М.: Изд-во стандартов, 2003. - 82 с.: ил.; 29 см.
3. ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. - Введ. 1996-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1996. - 56 с.: ил.; 29 см.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Область применения, технология изготовления и виды буронабивных свай. Классификация оборудования по способу крепления и бурения скважин. Испытания буронабивных свай статической нагрузкой. Способы транспортировки разбуренной породы из скважины.
реферат [582,6 K], добавлен 08.03.2013Особенности расчетов несущей способности висячих свай при действии вертикальных нагрузок. Метод испытания свай вертикальной статической нагрузкой. Расчет притока воды к строительному котловану (пластовый дренаж). Давление грунта на подземные трубопроводы.
методичка [140,0 K], добавлен 22.02.2013Основное назначение свай, их классификация на погружаемые и набивные по методу погружения. Методы погружения заранее изготовленных свай и их комбинирование. Ударный метод и процесс забивки сваи. Выбор типа молота с учетом коэффициента применимости.
презентация [517,3 K], добавлен 28.07.2013Общее понятие, история появления и распространения набивных свай. Виды набивных свай и способы их изготовления. Особенности технологии устройства буронабивных, пневмотрамбованных, вибротрамбоваиных, частотрамбованных, песчаных и гpунтобетонных свай.
реферат [1,9 M], добавлен 05.05.2011Применение коротких свай в промышленном и гражданском строительстве. Методы расчета сопротивления коротких забивных свай. Применения численных методов расчета свай и свайных фундаментов. Применение МГЭ в расчетах сопротивления бипирамидальных свай.
диссертация [170,4 K], добавлен 29.12.2003Типы применяемых в строительстве свай. Подготовительные работы при устройстве фундаментов из забивных свай. Технологические схемы забивки и контроль погружения. Технология устройства буронабивных, пневмонабивных, частотрамбованных, грунтовых свай.
контрольная работа [450,0 K], добавлен 15.10.2014Выбор глубины заложения подошвы фундамента. Расчет несущей способности сваи и определение количества свай в фундаменте. Конструирование ростверка свайного фундамента. Проверка напряжений под подошвой условного фундамента, определение его размеров.
методичка [1,7 M], добавлен 12.01.2014Общая характеристика видов свай, их назначение, используемые материалы и классификации. Особенности способов устройства забивных и набивных свай. Устройство набивных свай в вечномерзлых грунтах. Технология устройства ростверков. Приёмка свайных работ.
курсовая работа [698,2 K], добавлен 09.07.2013Постоянные и временные нагрузки от подвижного состава и пешеходов. Горизонтальные поперечные удары. Ледовая и ветровая нагрузки, гидростатическое выталкивание. Определение нагрузки на голову сваи и несущей способности сваи. Нагрузка от толпы на тротуаре.
курсовая работа [54,9 K], добавлен 22.06.2012Понятие и назначение в строительстве свай, их разновидности и сферы применения. Критерии выбора и характеристики исходных материалов, используемых в производстве бетона: цемент, крупный и мелкий заготовитель, вода, добавки. Контроль качества изделия.
курсовая работа [87,8 K], добавлен 18.08.2010Выполнение фундамента, стен, окон, дверей, крыши. Внутренняя и внешняя отделка, инженерные коммуникации здания. Расчет ограждающих конструкций, несущей способности забивной висячей сваи и монолитного ростверка. Требования к качеству и приемке работ.
дипломная работа [872,9 K], добавлен 09.12.2016Виды свай и их характеристики. Конструирование свайных фундаментов. Последовательность погружения свай. Технология устройства их набивных аналогов. Технология устройства ростверков. Применение технологии свайных работ при реконструкции. Контроль качества.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.07.2014Основные положения технологии строительного производства. Подготовка строительной площадки. Технология разработки грунта, буро-взрывных работ, погружения свай и устройства набивных свай. Технология монолитного бетона и железобетона и каменной кладки.
курс лекций [2,2 M], добавлен 03.02.2011Определение расчетных нагрузок на фундаменты. Выбор вида свай, их длины и поперечного сечения. Подбор молота для забивки свай и определение расчетного отказа. Определение конечной (стабилизированной) осадки фундамента методом эквивалентного слоя.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 02.09.2012Понятие и назначение свай, их классификация и характеристики, виды и отличительные черты. Требования к забивным железобетонным сваям, их устройство и составные элементы. Порядок проведения полевых испытаний грунтов сваями динамическими нагрузками.
презентация [3,9 M], добавлен 23.02.2010Геометрические параметры зданий и сооружений. Измерения по контролю точности геометрических параметров при выполнении видов строительных работ на этапах строительства. Точность геометрических параметров в строительстве, требования к процессу измерения.
курсовая работа [868,4 K], добавлен 11.11.2014Анализ параметров проектируемого одноэтажного промышленного здания и сбор нагрузок, действующих на фундамент. Определение расчетного сопротивления грунта основания здания и расчет глубины заложения фундамента. Расчет количества свай и осадки фундамента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.09.2013Понятие и функции копровых установок, предназначенных для подтаскивания и установки сваи под требуемым углом наклона в заданной точке погружения. Их классификация и типы, устройство и принцип действия, рабочие процессы. Пути повышения производительности.
контрольная работа [555,6 K], добавлен 20.01.2016Формирование скважины под буронабивную сваю вытеснения. Последовательность выполнения работ по технологии "DDS", ограничения по применению. Использование раскатчиков скважин. Понятие "щадящих" технологий. Применение метода раскатки, виды раскатчиков.
контрольная работа [26,0 K], добавлен 12.02.2011Строительная классификация грунтов площадки, описание инженерно-геологических и гидрогеологических условий. Выбор типа и конструкции фундаментов, назначение глубины их заложения. Расчет фактической нагрузки на сваи, определение их несущей способности.
курсовая работа [245,7 K], добавлен 27.11.2013
