Способ определения величины горизонтального давления на ограждение котлована

Введение. Предложен метод определения бокового давления на ограждение котлована, который базируется на анализе напряженного состояния удерживаемой грунтовой массы. Он может быть использован как для несвязных, так и для связных грунтов, при однородном или неоднородном строении удерживаемого массива, как при наличии на его поверхности нагрузок, так и без них.

Материалы и методы. При выполнении сопоставительных расчетов использованы материалы, опубликованные российскими и иностранными учеными, в которых приведены результаты анализа проведенных экспериментов и теоретических исследований. Все вычисления осуществлены в оболочке компьютерной программы «Устойчивость», в которой определение полей напряжений проводится методом конечных элементов в линейной постановке.

Результаты. Установлено, что все полученные расчетом значения бокового давления с достаточной степенью точности (для экспериментальных исследований) совпадают с соответствующими значениями, приведенными в цитируемых работах. Полученные авторами представленной статьи значения бокового давления оказались на 25–40 % меньше аналогичных результатов, приведенных цитируемыми авторами. Формы эпюр бокового давления, построенные авторами каждой из цитируемых работ, конгруэнтны эпюрам бокового давления, построенным на основе сделанных в статье предложений. Отличие численных значений бокового давления, полученных авторами цитируемых работ, от значений, полученных нами, объясняется различием подходов к построению поверхности скольжения: в нашем случае не используется гипотеза о ее плоской форме, а ее построение проводится на основе анализа полей напряжений с учетом физико-механических свойств грунта.

Выводы. Имея в виду удовлетворительную сходимость сопоставляемых результатов, сделан вывод о возможности использования анонсированного метода при выполнении инженерно-технических расчетов.

1. Кунтше К. Устройство глубоких котлованов и откосов в условиях городской застройки // Развитие городов и геотехническое строительство. 2010. № 2. С. 2–17.

2. Bogomolov A.N., Vikhareva O.A., Ushakov A.N., Shiyan S.I. Еvaluating the stress-strain state, the stability factor magnitude and the landslide pressure forces in order to manage the landslide processes // Geotechnical Engineering for Disaster Prevention & Reduction: proceedings of the International Geotechnical Symposium (IGSS, 2007). 2007. Рр. 281–285.

3. Богомолов А.Н., Иванов А.С., Богомолова О.А., Ушаков А.Н. Два новых подхода к вопросу об определении горизонтального давления грунта на ограждающие конструкции котлована // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2012. № 29 (48). С. 26–35.

4. Богомолова О.А., Иванов А.И., Иванов В.С., Соловьев А.В., Шиян С.И. Длительная устойчивость вертикальных стенок траншей // Вестник ВолгГАСУ. 2012. № 28 (47). С. 47–53.

5. Цветков В.К. Расчет устойчивости откосов и склонов. Волгоград : Нижне-Волжское книжное издательство, 1979. 238 с.

6. Богомолов А.Н. Расчет несущей способности оснований сооружений и устойчивости грунтовых массивов в упругопластической постановке. Пермь : ПГТУ, 1996. 150 с.

7. Лучковский И.Я., Чепурной Д.А. Распределение горизонтального давления грунта на подпорные стены при многослойном основании // Науковий вiсник будiвництва. 2009. С. 281–285.

8. Лучковский И.Я., Данько А.М., Данько Н.М. Экспериментальное исследование положения плоскостей скольжения в засыпке, удерживаемой подпорной стенкой, при наличии местной нагрузки на поверхности // Науковий вiсник будiвництва. 2009. С. 90–95.

9. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. М. : Минрегионразвития РФ, 2011. 155 c.

10. Флорин В.А. Основы механики грунтов. М. : Госстройиздат, 1961. Т. 2. 543 с.

11. Богомолов А.Н., Вихарева О.А., Шиян С.И. К вопросу о минимальных значениях коэффициента бокового давления грунтов // Вестник ВолгГАСУ. 2007. № 7 (26). С. 6–10.

12. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2009613499. Устойчивость (напряженно-деформированное состояние) / Богомолов А.Н. и др.; заявл. от 19.05.2009; зарег. в Реестре программ для ЭВМ 30.06.2009. 1 с.

13. Цигарели З.В. Экспериментальное исследование давления сыпучей среды на подпорные стены с вертикальной задней гранью и горизонтальной поверхностью засыпки // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1965. № 4. С. 1–3.

14. Раюк В.Ф. Метод экспериментального определения давления грунта на гибкие подпорные стенки // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1961. № 2. С. 8–10.

15. Coulomb C. Application des rigles de maximus et minimis a quelques problemes de statique relatifs a L`architecture. Memories de savants strangers de L`Academlie des sciences de Paris, 1773.

16. Лучковский И.Я. Влияние местных нагрузок на характер распределения давления грунта на ограждающие конструкции // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1991. № 4. C. 24–27.

17. Лучковский И.Я., Данько А.М. Распределение давления грунта на подпорные стены при «узких» площадках нагружения поверхности полосовой нагрузкой // Коммунальное хозяйство городов : науч.-техн. сб. 2010. № 93. С. 471–479.

18. СП 43.13330.2012. Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85 : утв. приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 29.12.2011 № 620 и введен в действие с 01.01.2013.

19. Клейн Г.К. Расчет подпорных стен. М. : Высшая школа, 1964. 196 с.

20. Лазебник Г.Е. Давление грунта на сооружения. Киев : ПНВП, 2005. 243 с.

21. Лазебник Г.Е., Смирнов А.А., Иванов Д.Г. Комплекс приборов и устройств для измерения давлений грунта // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1973. № 2. C. 7–12.

22. Лазебник Г.Е., Сиволап П.Г. Комплексные устройства для определения модуля деформации и коэффициента бокового давления сыпучих тел «в состоянии покоя» // Труды ВНИИГС. 1977. № 45. С. 35–41.