Физическая модель и результаты экспериментального исследования усиления песчаного откоса с помощью армирующих элементов в лабораторном лотке

Full Text

Обоснование. В рамках работы над магистерской диссертацией автором была разработана методика лабораторного моделирования для выявления зависимости устойчивости откоса песчаного грунта от наличия и количества арматурных элементов в нем. Для подтверждения ее эффективности потребовалось провести постановочный эксперимент в лабораторном лотке на кафедре СМИГОФ АСА СамГТУ. Результаты опытных испытаний показали, что выбранная последовательность действий позволяет установить зависимость между процентом армирования песчаного откоса и его способностью сохранять устойчивое положение под действием прикладываемой нагрузки.

Цель — проверка целесообразности проведения физического экспериментального исследования повышения устойчивости песчаных откосов армирующими стержневыми элементами по разработанной методике.

Методы. В ходе работы был проведен постановочный эксперимент в лабораторном лотке. Непосредственно перед началом исследования лабораторным путем в соответствии со стандартными методиками [1–4] были определены физико-механические характеристики песка, использующегося в качестве модели откоса: плотность (ρ = 1,6 г/см³), гранулометрический состав (песок средней крупности), угол естественного откоса (φ = 32°) и сила удельного сцепления (с = 0,8 кПа).

На первом этапе стояла задача установить геометрическую форму откоса. Для этого в лоток примерно по центру устраивалась жесткая деревянная перегородка размерами 150×500 мм, разделившая таким образом грунтовое пространство на два отсека. Затем с правой стороны засыпался песок, в то время как левая часть оставалась пустой. Когда перегородка приподнималась, песок свободно осыпался справа налево и образовывался откос (рис. 1).

Рис. 1. Геометрические параметры образованного откоса

На втором этапе на верхнюю горизонтальную плоскость откоса через жесткий металлический штамп размерами в плане 130×150 мм прикладывалась статическая равномерно распределенная нагрузка, и выявлялась устойчивость неукрепленного откоса. Опытным путем установлено, что моделируемый откос теряет свою устойчивость при нагрузке.

На третьем этапе в тело откоса производилось внедрение стержней из стекловолокна периодического профиля сечением 8 мм, играющих роль арматуры, в различных направлениях и количествах, тогда устойчивость проверялась вновь.

Результаты. Исследование заключалось в подтверждении гипотезы о зависимости увеличения процента армирования и повышения устойчивости откоса песчаного грунта. В таблице 1 представлены результаты проведенных в лабораторном лотке опытных испытаний.

Таблица 1. Результаты испытания нагрузкой песчаного откоса

Выводы. Апробированная методика показала свою эффективность: постановочный эксперимент продемонстрировал увеличение показателя устойчивости после армирования откоса песчаного грунта. Дальнейшие испытания предполагают варьирование материала и профиля стержней усиления (планируется продолжить эксперимент со стержнями периодического профиля из стекловолокна, а также гладкого профиля из бамбука), их количества и схем устройства в грунтовом откосе. Результаты исследования позволят обоснованно выбрать наиболее эффективный способ усиления песчаного откоса армирующими элементами.

About the authors

Author for correspondence.
Email: ksenia2300@mail.ru

студентка, группа 22ФПГС-115М, факультет промышленного и гражданского строительства

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Рис. 1. Геометрические параметры образованного откоса

Download (195KB)

Indexing metadata