РОЗДІЛ 2
ДОСЛІДЖЕННЯ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ ТА ХАРАКТЕРУ ДЕФОРМУВАННЯ ГРУНТУ НАВКОЛО МОДЕЛЕЙ ВДАВЛЮВАНОЇ І ЗАБИВНОЇ ПАЛІ
Проведений аналіз існуючих експериментальних досліджень показав, що оцінка роботи вдавлюваних паль в основному проводилась при порівнянні її з роботою забивних паль. Результати експериментів багатьох дослідників [25, 26, 75, 86, 123] вказують на більшу несучу здатність вдавлюваних паль порівняно із забивними, а в роботах [21, 63] зафіксовано протилежний результат. Такі протиріччя вимагають детального вивчення характеру взаємодії вдавлюваних паль з ґрунтом основи.
Для виявлення якісної та відносної кількісної оцінки по встановленню різниці в несучій здатності вдавлюваних і забивних паль в ідентичних ґрунтових умовах при дії вертикального навантаження та для визначення особливостей формування деформованої зони навколо цих паль в даній роботі проведені експериментальні дослідження на моделях призматичних паль у лабораторних умовах.
2.1. Планування експерименту при визначенні основних факторів, що впливають на несучу здатність вдавлюваних та забивних паль
У підготовці і плануванні експерименту при визначенні основних факторів, що впливають на несучу здатність вдавлюваних і забивних паль, ми керувалися двома аспектами, один з яких - методичний, а другий - планово-статистичний [30].
Методичний аспект охоплює: визначення задачі дослідження; вибір дослідного об'єкту і умови підготовки його до експерименту; встановлення і забезпечення умов, у яких повинен проводився дослід; вибір збуджуючих факторів та їх рівнянь, а також параметрів, які підлягають вимірюванню; забезпечення належної точності вимірювань і виключення можливості грубих помилок спостережень. До методичного аспекту відносяться також інтерпретація одержаної в дослідах інформації щодо відповідності існуючим у механіці ґрунтів положенням, а також подальшого розвитку цих положень.
До планово-статистичного аспекту експериментального дослідження відносяться: розробка плану дослідів; визначення їх оптимальної кількості, вибір найкращого методу обробки результатів з метою одержання максимального об'єму інформації.
При розгляді послідовності проведення експерименту по визначенню основних факторів, що впливають на несучу здатність вдавлюваних і забивних паль, враховувалося, що головною метою випробування є визначення різниці в несучій здатності моделей паль, влаштованих різними способами. Тому, керуючись методологічним аспектом при плануванні досліду, встановлюємо фактори варіювання для Хn - вдавленої та Хn* - забивної палі, що включають збереження: ідентичних ґрунтових умов при тій самій щільності грунту Х1 = Х1*; однакових геометричних розмірів паль Х2 = Х2*; глибини влаштування моделей паль Х3 = Х3*; терміну "відпочинку" моделей паль перед випробуванням Х4 = Х4*. Проте, для способу влаштування палі Х5 ? Х5*.
Таким чином, залишається лише один змінний фактор варіювання, що знаходиться в межах -1 +1, за рахунок вивчення зміни якого, повинна досліджуватися робота вдавлюваних і забивних моделей паль (рис. 2.1).
Звертаючись до планово-статистичного аспекту експериментального дослідження, з метою одержання оптимального результату, програму проведення експерименту розроблено ідентичною до існуючих нормативних документів, але з деякими поправками на моделювання. Тому загальна кількість випробувань по визначенню несучої здатності моделей вдавлюваних і забивних паль склала шість парних серій дослідів. Шестикратне повторювання є величиною, яка визнана найменшою для можливої статистичної обробки результатів із забезпеченням необхідної їх точності [43]. Інші напрямки досліджень спрямовані на визначення особливостей взаємодії нижнього кінця моделей паль, бічної поверхні з ґрунтом основи. Дані досліди є особливими і раніше в такій постановці не проводилися. Ці експерименти складали три парні досліди, які розглядаються як доповнення до шестиразової серії. Окрему групу складають досліди по встановленню деформованої зони навколо моделей вдавлюваних та забивних паль. Кількість таких експериментів, враховуючи особливе їх значення, складає восьмикратне повторення.
Ґрунтові умови (Х1 = Х1*),
?d, w, гранулометричний склад
Фактори варіюванняПараметри моделей паль
(Х2 = Х2*),35?35мм
Глибина влаштування моделей паль (Х3 = Х3*),Const
Термін відпочинку (Х4 = Х4*)
не менше 1 доби
? ConstОбласть варіювання від +1 до -1Спосіб влаштування (Х5 ? Х5*),
вдавлювання, забиванняОбласть досліджень
Рис 2.1 Схема факторів варіювання при плануванні експерименту по дослідженню різниці роботи вдавлюваних і забивних моделей паль
2.2. Програма та методика проведення експериментальних досліджень по визначенню несучої здатності моделей одиночних призматичних паль
Головною перевагою модельних випробувань є відносно просте проведення великої кількості дослідів, тобто багаторазове повторення експерименту і можливість широкого варіювання різними характеристиками піщаного грунту і моделей паль при різних способах їх влаштування.
Метою цих випробувань було визначення різниці в несучій здатності висячих вдавлюваних і забивних моделей одиночних призматичних паль перерізом 35?35 мм. Одержані результати для подальшого використовування планування напівнатурного та натурного експериментів.
Експеримент виконувався в лотку Л-1 розмірами d = 500 мм, h = 560 мм з товщиною стінки 5 мм, що був розроблений у КНУБА раніше. Загальний вид лотка показано на рис. 2.2.
Рис. 2.2 Дослідний лоток Л-1
Лоток являє собою циліндричну ємкість, встановлену на опорах з гумовими підкладками, на передній частині якої по свій висоті влаштовано дверцята. Зверху прилаштовано балку з гвинтовим домкратом, що розвиває зусилля до 50 кН, а до дна лотка прикріплюється площинний вібратор ИВ-70 (частота 3 ~ 50 Гц, 2800 об/хв) для ущільнення в ньому грунту.
Для моделювання