РАЗДЕЛ 2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПЛИТ НА ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИ
В настоящей главе изложены материалы исследований, направленных на выявление особенностей поведения фундаментов переменой жесткости и их оснований под нагрузкой. Необходимость выполнения таких исследований обусловлена недостаточным объемом экспериментальных работ, посвященных этому вопросу. В ходе экспериментов преследовались такие цели:
* выявить особенности деформирования находящихся под нагрузкой плитных фундаментов балочного типа переменной жесткости;
* установить особенности поведения грунтовых оснований плитных фундаментов балочного типа переменной жесткости под нагрузкой;
* выявить закономерности трансформации напряженно-деформи-рованного состояния плитных фундаментов переменной жесткости под нагрузкой во времени на основании, обладающем свойством ползучести.
Для повышения воспроизводимости результатов все опыты проводились на грунтовой пасте. Для выявления особенности деформирования оснований использовался плоский лоток с прозрачными стенками.
2.1. Методика приготовления глинистой пасты и ее свойства
Для приготовления грунтовой пасты использовался воздушно-сухой глинистый грунт, который находился в помещении в течение одного года. Обеспечение однородности грунтовой пасты достигалось путем размельчения грунта в мельнице лабораторной барабанного типа МБЛ в течение
60 мин. Затем он пропускался через систему сит с размерами ячейки от 0,5мм до 0,2мм. После этого грунт замачивали водой. Полученную таким образом глинистую пасту укладывали в металлическую емкость, в которой она выдерживалась в течение одного месяца. Для предотвращения испарения воды емкость закрывалась герметичной крышкой.
За указанное время паста приобретала некоторую структурную прочность. После этого грунт укладывали в лабораторный лоток с внутренними размерами: в плане 900?125 мм и высотой 800 мм (рис. 2.1).
После заполнения лабораторного лотка глинистая паста обжималась нагрузкой, которая во всех опытах равнялась 40 кПа. Для этой цели был использован гидравлический пресс "Школьник". С целью обеспечения равномерного обжатия глинистой пасты был использован жесткий пористый штамп размерами 890?120?80 мм.
Для обеспечения отжатия воды из глинистой пасты в лотке по боковым стенкам и днищу были просверлены отверстия диаметром 0,8 мм и с шагом 20 мм в обоих направлениях. Такие же отверстия были просверлены и в жестком штампе, с использованием которого производилось обжатие грунта. Кроме того, для этой цели изнутри лотка и под жестким штампом была уложена фильтровальная бумага в три слоя (рис. 2.2). Это позволило существенно сократить время консолидации пасты и обеспечить равномерность ее свойств. Затем к жесткому штампу, с использованием гидравлического домкрата "Школьник" прикладывали вертикальную нагрузку. Её величину регистрировали образцовым манометром (рис. 2.3).
Контроль за изменением давления осуществлялся каждые 6 часов с одновременным измерением осадок штампа. Для этой цели использовались прогибомеры Аистова. Осадки штампа измеряли в 3-х точках: по краям и в центре. Отсчеты снимали 1 раз в сутки. На основании этих данных строили зависимости "осадка штампа - нагрузка". Процесс уплотнения основания прекращался после того, когда скорость осадки не превышала 0,01 мм за трое суток. Обычно процесс уплотнения завершался за 1,5 - 2 месяца.
После разгрузки домкрата и демонтажа жесткого пористого штампа с
Рис. 2.1. Общий вид грунтового лотка.
использованием специального приспособления поверхность грунтовой пасты выравнивалась, на нее наливался слой воды толщиной 5 мм (таким образом
предотвращалось неравномерное высыхание). В таком состоянии лоток выдерживался в течение 7 суток. В ходе выдержки происходила практически полная релаксация напряжений; затем начинались испытания.
Для проведения компрессионных испытаний были отобраны образцы грунта из грунтового плоского лабораторного лотка при помощи рабочих колец компрессионного прибора. Расстояние от места приложения нагрузки на штамп (центр лотка) до центра рабочего кольца в месте отбора грунта во всех опытах равнялось 380 мм (рис. 2.4).
Рис. 2.2. Общий вид грунтового лотка перед загрузкой глинистой пасты.
Рис. 2.3. Общий вид грунтового лотка в процессе уплотнения глинистой пасты.
1
380 380 125
2 2
900
Рис. 2.4. Схема отбора грунта для испытания в компрессионном приборе.
1 - штамп 80?125 мм. 2 - рабочее кольцо компрессионного прибора O 87,6 мм.
В целях сохранения естественной структуры грунта испытуемых образцов рабочее кольцо компрессионного прибора погружалось в грунт, после чего острым ножом вырезали массив грунта, содержащий рабочее кольцо. Затем лишний грунт убирали.
Для точности определения было использовано два одинаковых компрессионных прибора, к которым прикладывались одинаковые нагрузки. Отбор проб грунта всегда проводился после завершения штамповых испытаний, т.е. после завершения эксперимента.
Физические характеристики грунта определялись в соответствии с требованием ГОСТ 5180-84, их классификация производилась в соответствии с ГОСТ 25100-82, деформационные характеристики (модуль общей деформации) определяли с использованием ?34, 36?, а прочностные - на основе
ГОСТ 12248-78. Обработку результатов испытаний производилась с использованием требований ?35?. Характеристики грунтовой пасты представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Свойства глинистой пасты.
п/п?S, кН/м3?, кН/м3WWPW