Титаренко Володимир Анатолійович. Прогнозирование изменения характеристик глинистых грунтов при оценке устойчивости оползнеопасных склонов : Дис... канд. наук: 05.23.02 - 2005.
Анотація до роботи:
Титаренко В.А. Прогнозування змінності характеристик глинистих ґрунтів при оцінці стійкості зсувонебезпечних схилів. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 „Підвалини та фундаменти”. Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій. Київ – 2005 р.
Робота присвячена питанням, що пов’язані із визначенням достовірних характеристик міцності ґрунтів і розробці методики прогнозування їх змінності при оцінці стійкості зсувонебезпечних схилів. Для цього було уперше обґрунтовано і перевірено на практиці метод проведення дослідів на одноплощинне зрушення, коли зразки попередньо ущільнюються і водонасичуються при прогнозованих вертикальних тисках, що їх буде зазнавати ґрунт в масиві в результаті обводнення схилу, а критичне значення опору зрушенню визначають на початку стадії руйнування ґрунту.
Для водонасичених глинистих ґрунтів розроблено методику проведення і обробки результатів одноплощинного зрушення на основі нової схеми взаємозв’язку фізико-механічних характеристик, що дозволяє прогнозувати їх змінність в результаті обводнення схилу. Вона була використана для оцінки стійкості ряду зсувонебезпечних схилів, розташованих на території Дніпро-Сіверськодонецької лесової області.
Математичне моделювання процесу одноплощинного зрушення ґрунту, шляхом рішення пружно-пластичної задачі нелінійної механіки ґрунтів, дозволило визначити нові особливості цього випробування.
Достовірна оцінка стійкості схилу потребує дослідження його сучасного стану, прогнозів виникнення цілком можливої критичної ситуації у майбутньому, вибору відповідної розрахункової схеми його руйнування і лише після цього – визначення фізико-механічних характеристик ґрунтів за методиками, що будуть відповідати вибраній розрахунковій при сучасному чи прогнозованому стані схилу.
Для зсувних схилів річних заплав і прохідних балок, розташованих у межах Дніпро-Сіверськодонецької лесової області, обґрунтовано типові розрахункові схеми зсувів, яким відповідає методика одноплощинного неконсолідованого-дренованого зрушення (НДЗ) визначення характеристик міцності ґрунтів. Ця методика характерна тим, що з умови того, що будь-який схил неминуче обводнюється при антропогенному впливі, при невеликих природних тисках збільшення ваги насиченого ґрунту незначне, тобто у цьому випадку практично відсутня консолідація ґрунту. Вважається, що ущільнення зразків перед зрушенням природним тиском забезпечує їх підготовку із фізичними характеристиками, які б найбільш точно відповідали природнім при прогнозованій критичній ситуації. Швидке проведення випробувань навіть в умовах можливості дренування води забезпечує практично незмінні їх значення до і після досліду.
Для визначення граничного опору ґрунтів за результатами лабораторних випробувань їх на НДЗ результати дослідів представляються у координатах „логарифм горизонтальних деформацій – логарифм дотичних напружень ”. Цей прийом дозволяє однозначно визначити граничну рівновагу ґрунту як початок стадії його руйнування.
Для кожної із визначених у межах лесової області , що розглядається, трьох літолого-генетичних груп четвертинних відкладів, які складають схили, при умові їх повного водонасичення шляхом багатофакторного аналізу складені рівняння взаємозв’язку вигляду . Використання цих рівнянь дозволяє однозначно визначати і в умовах вузького діапазону значень вертикальних природних тисків, які необхідно приймати при лабораторних випробуваннях ґрунтів на зрушення.
За допомогою програми „Start – 2” промодельовано одноплощинне зрушення НДЗ лесового суглинку. Співставлення розрахунків і експериментів показало близькість значень характеристик міцності ґрунту. Допущення і спрощення, прийняті у алгоритмі рішення пружнопластичної задачі нелінійної механіки ґрунтів, привели до мінімальних похибок.
У процесі моделювання одноплощинного НДЗ лесового суглинку встановлені такі нові його особливості:
- граничний опір зрушенню (початок стадії його руйнування) відповідає тому стану зразка, коли біля 50% скінченних елементів із зони зрушення переходять у пластичний стан; це підтверджує достовірність прийнятого методу визначення граничного опору зрушення „ - ”;
- за розподілом нормальних напружень у зразку ґрунту виділені дві характерні зони; на ділянці, розташованій з протилежного боку від прикладення горизонтального навантаження, нормальні напруження перевищують вертикальний тиск на зразок у 1,3 – 2,5 рази; відповідно інша сторона має напруження у скінченних елементах у стільки ж разів менше; це свідчить про перекіс рухливої частини приладу.
Впровадження розробленої методики прогнозування механічних характеристик ґрунтів при оцінці стійкості схилів у межах Дніпро-Сіверськодонецької лесової області для основних типів зсувів показало відповідність розрахунків ознакам зсувних процесів, встановленим у результаті обстеження схилів.
