Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации» » Серикова Мария Сергеевна

Осадка плитного основания в песчаном грунте. Зависимость скорости осадки от размеров основания

Серикова Мария Сергеевна — Wed, 10 Jun 2020 04:01:25 +0000

Эксперимент проводился в ВГТУ ЦКП в большом песчаном лотке размерами 100 х100см. В первый этап эксперимента была взята 1 деревянная пластина, представляющая собой модель плитного фундамента размерами 10х10 см. Домкрат – мощностью давления до 400мПа, 2 прогибомера.

Подготовка песчаного основания (рис.1) заключалась в утрамбовке (рис.2) и поливке водой, также вычислялась плотность и влажность песка.

Рис. 1. Подготовка песчаного основания.

Рис.2. Трамбовка песчаного основания.

Далее устанавливалась конструкция (рис.3) для воздействия силы давления на модель 10х10см.

Рис.3. Конструкция в сборе.

Рис 4. Установка прогибомеров.

Рис.5. Крепление прогибомеров к опорным балкам.

Рис.6. Подача давления на модель.

Давление на модель (рис.6) подавалось в 3 этапа:
Давление – 100 кПа.
Давление – 200 кПа.
Давление – 300 кПа.Все полученные данные заносились в журнал штамповых испытаний (табл.1).

Таблица 1.

№ этапа	Число делений по динамометру	Нагрузка на штамп,кг/кН	Давление по подошве, кПа	Время от начала приложения нагрузки, мин.	Показания,1 индикатора, мм	Показания,2 индикатора, мм	Средняя осадка по центру, мм
Началопоказаний	6				24,69	25,65
1	70	100	100	12.55
				13.10	24.04	25.41
				13.25	24.01	25.41	0.015
				13.40	24.01	25.42	0,01
				13.55	23.99	25.44	0,015
				14.10	23.99	25.44	0,015
2	134	200	200	14.15
				14.30	23.26	24.91
				14.45	23.23	24.90	0,02
				15.00	23.22	24.89	0,01
				15.15	23.20	24.88	0,015
				15.30	23.19	24.88	0,005
				15.45	23.19	24.88	0
	2-й день. Начало 3 этапа. Начальные данные до погружения.
					23.49	25.26
				После погружения.
3	200	300	300	9.45	22.65	24.50
				10.00	22.67	24.51	0,015
				10.15	22.61	24.50	0,035
				10.30	22.59	24.49	0,015
				10.45	22.58	24.47	0,015
				11.00	22.58	24.47	0,015
				11.15	22.57	24.47	0,005
				11.30	22.56	24.46	0,01
				11.45	22.56	24.46	0
				12.00	22.56	24.46	0

Ниже представлен анализ данных в линейной постановке:

где:

Е- модуль деформации (кН/м2);

м- коэффициент Пуассона;

v- кинематический коэффициент вязкости (м2/с);

N – нагрузка (кН);

b, l – размеры штампа в плане (м);

t- время (с);

– критерий затухания осадки (мм/мин).

Критерии подобия:

Соотношение масштабов моделирования:

Принимаем. – физические константы модели, равны физическим константам натуры, тогда:

Осадка модели в раз меньше, длина модели в раз меньше, нагрузка на модель в раз меньше, время протекания осадки на модели в раз меньше; критерий затухания осадки во времени на модели в раз меньше чем у натуры.

Рис.7. График зависимости времени t (мин) от осадки St (мм).

В подобное состояние у натуры и модели: ( – свойства основания.

Масштаб геометрического моделирования:

Масштаб моделирования осадки:

Масштаб моделирования нагрузки:

Масштаб моделирования времени протекания осадки:

Масштаб критерия стабилизации осадки: .

Далее предстоит продолжить эксперимент с участием большой модели 40х40 мм, и сопоставить полученные данные, но уже сейчас можно предположить, что скорость осадки во времени в одних и тех же грунтовых условиях, может зависеть от размеров модели, и исчисляться соотношением

Применение сталеплавильного шлака для укрепления грунтов в г. Воронеже

Серикова Мария Сергеевна — Fri, 26 Jun 2020 03:57:14 +0000

Проблема слабых и водонасыщенных грунтов очень актуальна для г. Воронежа. В наше время строительство продвигается большими, и все больше осваиваются новые площадки, в том числе и ранее не пригодные для строительства. Вопрос укрепления грунтов был всегда непростым. В ВГТУ г. Воронежа на кафедре строительных конструкций оснований и фундаментов имени профессора М.Ю. Борисова активно ведется разработка мероприятий по укреплению грунтов профессором С.Н. Золотухиным.

На YouTube размещено много роликов, в которых мы видим укрепление слабых и водонасыщенных грунтов с помощью перемешивания грунта с бетоном и различными добавками, одной из которых является сталеплавильный шлак.

Давайте обратимся немного к терминологии.

Сталеплавильный шлак представляет собой продукт, получаемый методом расплава чугуна в домне.

Шлак доменный используется при производстве шлакобетонных блоков, кирпича и ваты, которая из-за низкой теплопроводности, применяется в качестве теплоизоляционного материала.

Главная особенность подобного вида шлака — это удивительная способность самоцементироваться, с течением времени или под воздействием влаги. Именно поэтому сырьё используют для укрепления грунта с высоким содержанием влаги, при строительстве дамб или гидротехнических конструкций.

Объект расположенный по в г. Воронеже по адресу: наб. Массалитинова,д.16а, как раз являлся проблемным объектом из расположения в овражестой местности. Свойства грунтов ухудшало наличие подземных ключей, а в составе грунта присутствовали в большом количестве глины и пески. Конечно можно было использовать свайные фундаменты в качестве основания для здания. Но они достаточно дорогие.

Альтернативой свайным фундаментам, явилось устройство грунтобетонного основания с использованием сталеплавильного шлака, богатого окисью кальция, что делает его близким к портландцементу. В данной технологии повышаются прочностные характеристики грунта на первые сутки более 1 мПа, а процессе достигается высокая прочность сравнимая с бетоном марки В20.

Сам процесс занял два этапа. В первом этапе с площадки были удалены ненадежные грунты. Оставлены были супеси, суглинки и глины. Во втором этапе для усреднения грунтовой массы вводился сталеплавильный шлак производства ПАО НЛМК. Он и является активной составляющей для грунтобетона.

Данные мероприятия производились в 2015г.. И сегодня можно с уверенностью сказать, что применение сталеплавильного шлака для цементации грунтов, может составить серьезную конкуренцию, классическим фундаментам.