Раздел 2.
Экспериментальные исследования напряженно - деформированного состояния
конструкций на грунтовом основании.
В настоящем разделе изложены материалы экспериментальных исследований,
направленных на выявление особенностей изменения напряженно – деформированного
состояния системы «основание – фундамент – сооружение» на водонасыщенном
обладающем свойством ползучести основании.
В разделе 2.1 представлены материалы исследований, посвященных определению
деформационных и реологических свойств грунтовых оснований.
В разделе 2.2 представлено описание конструкции экспериментальной установки.
В разделе 2.3 представлены методики проведения и результаты выполненных нами
экспериментов, а также методика и данные наблюдений за средними осадками
реакторных отделений Запорожской АЭС.
2.1. Методики и результаты определения свойств грунтовых оснований. Инженерно –
геологические условия площадок, на которых проводились испытания систем
«основание – фундамент – сооружение».
В ходе испытаний грунтовых образцов преследовалась цель определить
деформационные и реологические свойства грунтовых оснований.
Нами были выполнены испытания лессовидного суглинка, образцы которого были
отобраны на площадке проведения экспериментов (улица Джиндчарадзе г.
Днепропетровска), а также проанализированы и обобщены данные испытаний
суглинков и глин площадки Запорожской АЭС [53, 54].
При определении физических, прочностных свойств грунта и его модуля общей
деформации нами были использованы общепринятые методики [35, 36].
При определении реологических свойств грунта (т.е. его коэффициента
консолидации, параметров ядра ползучести и его модуля упругости) нами была
использована методика [59, 130,…,133, 140]. Испытывались водонасыщенные
грунтовые образцы высотой 12,5 и 25,0 мм. Испытания проводились в
компрессионном приборе конструкции Гидропроекта. В ходе испытаний варьировалась
величина нагрузки на образцы и регистрировались осадки в моменты времени 30
секунд, 1 минута, 2 мин., 3 мин., 4 мин., 5 мин., 10 мин., 15 минут, 30 минут,
1 час, 2 часа, 3 часа, 4 часа, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов и 24 часа.
Нагрузки к образцам прикладывались ступенями по 50 кПа. Всего было приложено 4
ступени нагрузки. В конце эксперимента нагрузка на образец составляла 200 кПа
(0,2 МПа). Результаты испытаний представлены на рисунке 2.1.1, физические
свойства грунта в таблице 2.1.1, а его деформационные и реологические свойства
– в таблице 2.1.2.
Рис. 2.1.1. Результаты испытаний на ползучесть лессовидного суглинка в
компрессионном приборе. 1 – образца высотой 25 мм; 2 – то же, 12,5 мм.
Анализ полученных в ходе эксперимента данных позволил нам сделать вывод о том,
что физические, прочностные, деформационные и реологические свойства
испытанного грунта являются типичными для лессовидных суглинков.
Таблица 2.1.2.
Результаты определения свойств лессовидного суглинка.
П/п
s,
кН/м3
кН/м3
e,
д.ед.
W,
д.ед.
д.ед.
IL,
д.ед.
кПа
град.
8
26,29
18,44
0,78
0,25
0,85
0,51
12,0
23
Таблица 2.1.3.
Результаты определения реологических и деформационных характеристик
лессовидного суглинка.
П/п
Коэфф. Пуассонаn, д.ед.
сk,
см2/сут
МПа
МПа
d,
1/сут
d1,
1/сут
0,35
4,95
1,80
17,2
1,8
8,3
Промплощадка Запорожской АЭС находится на берегу Каховского водохранилища.
Инженерно - геологические изыскания на промплощадке За АЭС проводились отделом
изысканий ХоАТЭП в период 1978 ч 1984 гг., А/П Геополис (бывший ГИИНТИЗ) в 1994
г., ОниЛ АЭС ПГАСиА в период 1980 ч 1995 гг. Детальные результаты изысканий
представлены в [52,…,54, 89, 90].
Промплощадка первой очереди строительства сложена мелко- и среднезернистыми
песками, рыхлыми, средней плотности и плотными, залегающими до глубины 23 ч 26
м от дневной поверхности (ИГЭ 4, 5; табл. 2.1.1
ч 2.1.4; рис. 2.1.1 ч 2.1.4). Плотность песчаного грунта колеблется от 14,9 до
17,7 кН/м3 в зависимости от положения точки, в которой она определялась в плане
и по глубине. Коэффициент пористости и модуль деформации песчаного грунта
изменяются соответственно в диапазонах 0,5 ч 0,76 и 13,4 ч 45 МПа.
В песчаном основании выявлены прослойки супесчаного грунта мощностью 0,5 ч 2,0
м (табл. 2.1.1 ч2.1.4, рис. 2.1.1 ч 2.1.5) от мягкопластичной до твердой
консистенции. Примерно с глубины 25 м от дневной поверхности песок подстилается
слоем глауконитовой глины (ИГЭ 9), местами супесчаной (ИГЭ 10). Глинистый грунт
подстилается пылеватым песком (= 18,6 ч 20,3 кН/м3, ИГЭ 11), местами
слабосцементированным. Ниже залегают каолины (ИГЭ 12), которые подстилаются
раздробленными породами, переходящими в граниты архейпротерозойского возраста
(ИГЭ 14).
Уровень подземных вод находится на отметке 16 м (6 м от уровня дневной
поверхности). Имеют место лишь его сезонные колебания. По химическим свойствам
подземные воды классифицированы как слабоагрессивные по отношению к ж/б
конструкциям.
Промплощадка второй очереди (основания реакторных отделений РО № 5 и 6) в
верхней части сложена рыхлыми, средней плотности и плотными песками (ИГЭ 4, 5;
= 14,9 ч 17,7 кН/м3, е =0,5 ч 0,78; Е = 13,3 ч45 МПа), залегающими до глубины
23 ч26 м.
В песчаной толще выявлены прослойки супесчаного грунта с консистенцией от
мягкопластичной до твердой мощностью от 0,05 до 0,5 м (ИГЭ 7). Начиная с
глубины 25 м, песок подстилается глиной слоистой структуры (ИГЭ 9), местами
опесчаненой. Глина подстилается пылеватыми песками (ИГЭ 10) с прослойками
глинистого грунта незначительной мощности. Ниже залегают слабосцементированные
песчаники, которые подстилаю
- Київ+380960830922