Другой взгляд
( 1 )
где ρ - интенсивность прикладываемого давления , кН / м 2 ; ν – коэффициент распределительной способности грунта слоя или основания ; b , a – половина ширины полосы загружения вдоль оси Х и оси Y соответственно , м ; x , y , z – координаты исследуемой точки в осях X0Z и Y0Z , м ; σ z
– вертикальные напряжения , кН / м 2 ; Ф - интеграл ошибок .
Кривые распределения вертикальных напряжений , полученные с использованием решений [ 1 ], показывают большую сходимость с результатами эксперимента , в отличие от значений , полученных по теории деформации [ 4 ] по формуле ( 2 ).
( 2 )
где x , z – координаты исследуемой точки в массиве в осях X0Z ; P – интенсивность равномерно распределенной нагрузки ; а – половина ширины полосы загружения .
В формуле ( 1 ) неизвестной величиной является ν – коэффициент распределительной способности зернистого грунта . В своих работах автор механики зернистых сред определяет ν экспериментальным путем , по величине вертикального напряжения σ z
, измеренного на датчике давления , размещенном в грунте , по которому , решая обратную задачу , получает искомый коэффициент .
Для сравнения величин вертикальных напряжений определенных по формуле ( 1 ) и полученных экспериментальным путем были использованы исследования выполненные специалистами Гипродорнии с участием НИИОСП им . Н . М . Герсеванова [ 5 ]. Испытания выполнялись в лотке размером 4 × 14 × 6 м . Поведение армированных песчаных грунтов изучали статическим нагружением их через жесткий металлический штамп диаметром 50 см нагрузкой до 0,45 МПа , которую , прикладывали ступенями 0,025 – 0,05 МПа . На рисунке 6 представлены графики распределения вертикальных напряжений по горизонтали в неармированном и армированном песчаном слоях .
В данном примере неизвестная величина ν определялась для трех случаев – не армированного ν б / а = 0,2290 , армированного фильтровальным полотном ν ф . п . = 0,2514 и армированного нетканым материалом ν н . м . = 0,3018 песка .
Анализируя полученные результаты можно сделать следующие выводы .
- Кривые , построенные по решениям механики зернистых сред , показывают высокую сходимость с экспериментальными данными ;
- В случаях с применением геосинтетических материалов в ), г ), д ), е ) наблюдается уменьшение величин вертикальных напряжений , что соответствует увеличению коэффициента ;
- При приложении нагрузки равной 0,3 МПа во всех случаях б ), г ), е ) наблюдается недобор величин напряжений по оси штампа , полученных теоретическим путем , в отличии от экспериментальных . Данный факт обусловлен принятием в расчетах , при определении величины ν , постоянного расстояния 35 см от штампа до датчика давления в грунте , хотя данное значение , очевидно , будет переменным ;
В 2009 году в Дальневосточном государственном университете путей сообщения были выполнены лотковые испытания , для чего в металлический лоток размером 2 × 2 × 1,8 м был засыпан песок мощностью 0,5 м и щебеночнопесчаная смесь С5 мощностью 0,3 м . Штамповые испытания выполнялись для указанной конструкции дорожных одежд и для конструкции с добавлением в слой готовой смеси С5 армиру-
Рис . 5 . Распределение вертикальных напряжений по горизонтальному сечению на глубине 50 см в армированном сыпучем грунте : а ) при приложении нагрузки 14.15 кН / м 2 ; б ) – 28.29 кН / м 2
Территория геотехники № 1 / 2016 23