Применение волновых методов для определения параметров геомеханических моделей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В практике геотехнического проектирования широко используются комплексные упругопластические модели грунтов с упрочнением. Часть деформационных параметров подобных моделей, характеризующих поведение при сверхмалых и малых деформациях, следует определять волновыми методами. Указанные методы могут быть реализованы как в лабораторных, так и в полевых условиях. Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, напрямую влияющие на качество получаемых исходных данных для расчетов и, как следствие, на результаты геотехнических прогнозов и надежность объектов строительства. В статье приводится обзор волновых методов, на основе которых определяются некоторые деформационные параметры комплексных моделей грунтов с упрочнением. Приведена область применения методов испытаний в зависимости от геотехнической задачи, определяемых параметров и инженерно-геологических условий. Проведено сравнение результатов испытаний полевыми и лабораторными методами на опытной площадке. Показано, что результаты, полученные полевыми методами, для их применения в качестве входных параметров комплексных моделей грунта требуют дополнительной привязки к начальному напряженному состоянию в массиве грунта. Приведены рекомендации по корректировке начального модуля сдвига грунта на основе комплексирования лабораторных и полевых волновых методов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. Ф. Шарафутдинов

АО «НИЦ «Строительство» НИИОСП им. Н.М. Герсеванова

Автор, ответственный за переписку.
Email: linegeo@mail.ru

канд. техн. наук, директор

Россия, 109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., 6

А. А. Чуркин

АО «НИЦ «Строительство» НИИОСП им. Н.М. Герсеванова

Email: chaa92@mail.ru

канд. техн. наук

Россия, 109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., 6

В. В. Орехов

АО «НИЦ «Строительство» НИИОСП им. Н.М. Герсеванова

Email: office@niiosp.ru

д-р техн. наук

Россия, 109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., 6

Список литературы

  1. Федоровский В.Г. Современные методы описания механических свойств грунтов: Обзор. М.: ВНИИС, 1985. 72 с.
  2. Wood D.M. Soil behavior and critical state soil mechanics. Cambridge university press. 1990. 462 p. https://doi.org/10.1017/CBO9781139878272
  3. Алехин А.Н., Алехин А.А. Эффективный метод определения параметров нелинейной модели грунта из полевых испытаний // Construction and Geotechnics. 2017. Т. 8. № 4. C. 54–63. https:// doi.org/10.15593/2224-9826/2017.4.06
  4. Шарафутдинов Р.Ф. Нормативное обеспечение определения параметров моделей нелинейного механического поведения грунтов с упрочнением // Construction and Geotechnics. 2023. Т. 14. № 1. С. 29–42. https://doi.org/10.15593/2224-9826/2023.1.03
  5. Шарафутдинов Р.Ф., Разводовский Д.Е., Закатов Д.С. Инженерный метод прогноза осадки одиночных свай с учетом упругопластического поведения грунта // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2024. № 3. С. 7–15.
  6. Шулятьев О.А. Основания и фундаменты высотных зданий. М.: АСВ, 2020. 442 с.
  7. Santagata M.C. Factors Affecting the Initial Stiffness and Stiffness Degradation of Cohesive Soils. 1998 Cambridge, MA, USA: MIT Department of Civil and Environment Engineering. Ph.D. Thesis.
  8. Karray M., Abdellaziz M, Lashin I. Effect of the driving system on Hardin-type resonant columns. Canadian Geotechnical Journal. 2022. Vol. 59. No. 9, pp. 1685–1689. https://doi.org/10.1139/cgj-2021-0094
  9. Viggiani G., Atkinson J.H. Interpretation of bender element tests. Géotechnique. 1995. Vol. 45. No. 1, pp. 149–154.
  10. Вознесенский Е.А., Никитин М.С., Сенцова Е.А. Методические вопросы определения параметров моделей, учитывающих повышение жесткости грунтов при малых деформациях // Геотехника. 2016. № 2. С. 4–16.
  11. Jardine R.J., Fourie A., Maswoswe J., Burland J.B. Field and laboratory measurements of soil stiffness. In the 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Balkema, Rotterdam. Netherlands. 1985. 2, pp. 511–514.
  12. Mair R.J. Developments in geotechnical engineering research: application to tunnels and deep excavations. Proceedings of the institution of civil engineers and civil engineering. 1993, pp. 27–41.
  13. Isah B.W., Mohamad H., Harahap I.S.H. Measurement of small-strain stiffness of soil in a triaxial setup: Review of local instrumentation. International Journal of Advanced and Applied Sciences. 2018. 5 (7), pp. 15–26. https://doi.org/10.21833/ijaas.2018.07.003
  14. Kung G.T.C. Equipment and testing procedures for small strain triaxial tests. Journal of the Chinese Institute of Engineers. 2007. Vol. 30. No. 4, pp. 579–591. https://doi.org/10.1080/02533839.2007.9671287
  15. Jamiolkowski M. Role of geophysical testing in geotechnical site characterization. Soils and Rocks. 2012. Vol. 35. No. 2, pp. 117–137. https://doi.org/10.28927/SR.352117
  16. Al-Nuaiemy A., Al-Juraisy B., Al-Mafraji M. The Use of the Seismic Refraction Tomography Survey Method and the Multi-Channel Analysis Technique of Surface Waves in the Geotechnical Assessment of the Al-Amal Apartments Site in Kirkuk, Northern Iraq Ali. Iraqi National Journal of Earth Science. 2018. Vol. 18. No. 2, pp. 89–104. https://doi.org/10.33899/earth.2018.159260
  17. Butchibabu B., Jha P.C., Sandeep N., Sivaram Y.V. Seismic refraction tomography using underwater and land based seismic data for evaluation of foundation of civil structures. Journal of Applied Geophysics. 2023. Vol. 210. Article No. 104934. https:// doi.org/10.1016/j.jappgeo.2023.104934
  18. Kapustin V.V., Vladov M.L., Voznesensky E.A., Volkov V.A. Assessment of the impact of vibration loads on soil masses and structures. Seismic Instruments. 2022. Vol. 58. No. 1, pp. 135–147. https:// doi.org/10.3103/S074792392207012X
  19. Ishihara K. Soil Behaviour in Earthquake Geotechnics. Clarendon Press, Oxford, UK. 1996. 350 p. https://doi.org/10.1093/oso/9780198562245.001.0001
  20. Presti D.C.F. Discussion on threshold strain in Soil. Proc. of X European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Firenze. 1991. Vol. 4, pp. 1282–1283.
  21. Jardine R.J. Some observations on the kinematic nature of soil stiffness. Soils and Foundations. 1992. Vol. 32. No. 2, pp. 111–124.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Нелинейная зависимость жесткости грунта от деформации [4]

Скачать (113KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Общий вид резонансной колонки GDS RCA Hardin (а) и образца грунта, подготовленного к испытанию (b)

Скачать (130KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема испытаний с использованием бендерных элементов [4]

Скачать (121KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Образцы грунта, оборудованные системой измерения локальной деформации, в камерах трехосного сжатия [4]

Скачать (199KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Начальный модуль сдвига песка мелового, мелкого, e=0,6 в зависимости от: а – относительного всестороннего давления RRS; b – коэффициента бокового давления K0=σ3/σ1 (LS – с применением датчиков деформации на локальной базе; BE – с применением бендерных элементов) [4]

Скачать (170KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Схемы методов сейсморазведки: a – наземная; b – скважинная и наземно-скважинная; c – межскважинная. Обозначения: 1 – источник; 2 – приемники; 3 – лучевые траектории направленных волн

Скачать (114KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Обработка данных сейсморазведки: a – пикировка первых вступлений P-волн в SeisPro; b – выбор области для расчета дисперсионного изображения в ZondSt2d

Скачать (710KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Проведение полевых сейсморазведочных исследований

Скачать (173KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Разрезы скоростей поперечных волн, полученные различными методами наземной сейсморазведки: сейсмической томографии на рефрагированных волнах (сверху) и многоканального анализа поверхностных волн (снизу)

Скачать (183KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Пример пересчета скоростей упругих волн в динамические модули упругости для профиля, выполненного по мощной толще сильносжимаемых грунтов

Скачать (148KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Пример разреза скоростей поперечных волн для участка со сравнительно небольшой глубиной залегания переуплотненных отложений (синяя пунктирная линия)

Скачать (104KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2024