Конспект_лекций_4_курс__по_Прик._геод._часть1

Примечания: 1) масштаб – 1 : 1 000; 2) линии равных осадок проведены через 10 мм; 3) -62

– величина осадки марки в мм.

92

12000

Рис. 4.2.5. Развернутые графики осадок марок фундаментов колонн каркаса главного корпуса ТЭС-2400 на 4.09.2001 г.

Примечания: 1) масштабы: для объектов – 1 : 1 000, для величин осадок – 2 : 1; 2) -65 – величина осадки марки в мм; 3) 0,0008 – фактическая величина относительной разности осадок рам; 4) 0,0020 – допустимая величина относительной разности осадок рам.

Лекция 16

Анализ устойчивости реперов высотной основы

Анализ устойчивости исходных реперов является специфическим отличи-

тельным процессом контроля абсолютных осадок сооружений. Поэтому уделим ему особое внимание.

Из опыта контроля и наблюдения осадок установлено, что отметки глубинных (фундаментальных) реперов, заложенных даже в скальных породах, могут изменяться, вследствие чего в измеряемые осадки вносятся погрешности.

На вертикальные смещения реперов влияют природные (вариации температуры пород и уровня грунтовых вод, изменения влажно-

93

стного режима и т. п.) и антропогенные факторы (давление от воздвигаемых сооружений, забор грунтовых вод и т. д.). Поэтому, для достоверного выявления осадок наблюдаемых элементов сооружения, необходимо проводить тщательный анализ устойчивости исходных (опорных) реперов, и на основании этого анализа определяется наиболее стабильный репер, который принимается за исходный для данного цикла измерений.

Проблеме контроля устойчивости пунктов высотной основы посвящен ряд исследований как в России, так и за рубежом. Все способы определения устойчивых реперов названы по именам авторов, предложивших эти решения. Известны: способ В.А. Карпенко, основанный на корреляционном анализе превышений; способ В.Н. Ганьшина и А.Ф. Стороженко, основанный на неизменности средней высоты репера; способ А. Костехеля, основанный на принципе неизменной отметки наиболее устойчивого репера сети; способ В.Ф. Черникова, в основе которого лежит принцип неизменной средней отметки реперов сети и др. Наибольшее распространение в практике работ получили два последних способа, как наиболее простых и легко реализуемых в расчетах.

(привести слайды результатов анализа устойчивости реперов с применением программы CREDO)

Лекция 17

Прогнозирование осадок. Общие принципы и методы прогнозирования. Прогнозирование осадок на основе теории механики грунтов. Прогнозирование осадок по данным геодезических измерений .

Прогнозирование есть научно-обоснованное предсказание повторения процесса или явления при определенных идентичных условиях. Оно невозможно без знания закономерностей изучаемого явления.

Методы прогнозирования в науке и технике, в том числе и осадок сооружений и их оснований:

1)Метод экспериментирования основан на компрессионных испытаниях грунтов (по пробам грунта определяют его сжатие и по известным зависимостям делают прогноз осадки сооружения);

2)Метод физического моделирования основан на создании физической модели объекта и модели процесса, изменением параметров добиваются желаемого результата, а затем внедряют в производство (например, на уменьшенной модели плотины, определяют будущие смещения и осадки ее в целом и отдельных частей).

3)Метод экстраполяции - зная базу экстраполяции, прогнозируют по опре-

94

деленным законам поведение объекта в будущем.

Рассмотрим применение указанных методов для прогнозирования осадок сооружений и их оснований.

Метод экспериментирования – метод послойного суммирования

Из многочисленных наблюдений за осадками и компрессионных испытаний для ряда грунтов установлена функциональная зависимость между временем, нагрузкой и осадкой.

Замечено, что абсолютные величины осадок сооружений зависят от пористости грунта основания, нагрузки на основание, от формы и размеров фундамента.

Протекание осадок во времени (консолидация грунтов) зависит от от структуры частиц грунта или от коэффициента фильтрации, который представляет собой скорость распространения или выжимания воды из грунта.

На основе изучения закономерностей поведения грунтов удается выразить их деформацию в виде графиков и формул и распространить эти зависимости для подобных идентичных условий, т.е. прогнозировать явления.

Необходимо отметить, что это прогнозирование будет тем ближе приближаться к реальности, чем точнее и полнее будут изучены и обработаны результаты исследований, а также описаны закономерности явлений.

Прогнозирование осадок и деформаций оснований и сооружений заключается в расчете этих осадок и деформаций по формулам зависимостей сжимаемости грунтов от структуры грунта, его пористости, влажности, давления на грунт

ит.п.

Втехнической литературе имеется около 20 методов расчета осадки по теории механики грунтов. Однако наибольшее применение нашел метод послойного суммирования, который и воплощен в нормативный документ – СНиП 2.02.01-87. Основания зданий и сооружений.

По этому документу осадка основания под фундаментом рассчитывается по

формуле

S Pi hi Ei

где β – переходный коэффициент от компрессионных испытаний к натуре, принимаемый для расчетов равным 0,8 независимо от грунта,

Pi – полусумма давлений на границе i-го слоя, hi – толщина слоя,

Ei – модуль деформации слоя грунта.

( сказать , что полный расчет осадки фундамента сооружения студенты делали на практической работе по дисциплине “Технология строительства” на 3 курсе).

Метод физического моделирования основан на создании физической модели объекта и модели процесса, изменением параметров добиваются желаемого результата, а затем внедряют в производство (например, на уменьшенной модели плотины, определяют будущие смещения и осадки ее в целом и отдельных

95

частей).

Модели сооружения строятся из гипса или другого материала с известными свойствами в масштабах от 1:10 до 1:100. На модель как и в натуре производят необходимые нагрузки и воздействия. От жесткой базы в характерных точках модели производят измерения перемещений и деформаций. Зная масштаб модели и коэффициенты упругости материалов модели и будущего сооружения вычисляют ожидаемые осадки и деформации объекта и сравнивают с расчетными значениями при проектировании.

(Рассказать примеры: 1) Прогнозирование деформаций на модели плотины Саяно-Шушенской ГЭС – по просмотру фильма “Исполин на Енисее” в лаборатории института Гидропроект. 2) Прогнозирование деформаций на модели вантового покрытия театра “Глобус” в институте СибЗНИЭП. 3) Прогнозирование деформаций фундамента турбоагрегата К-1200 МВт для Костромской ГРЭС на модели в лаборатории ВНИИГ.)

Метод экстраполяции применяется при наличии уже результатов наблюдений за объектом. Задача прогнозирования состоит в расчете ожидаемой осадки или другого вида деформации объекта в будущем. Задача сводится к подбору функции (эмпирической формулы) наиболее правильно описывающей осадку или деформацию объекта. А затем, зная параметры эмпирической формулы можно задаваясь временем t на будущий период определить на него осадку или деформацию.

При прогнозировании величин осадок сооружения из бесчисленного множества функций следует выбрать только те функции, которые бы обеспечивали не только высокую тесноту связи между функцией и точками измерений, но и главное правильно описывали процесс явления, иначе может получиться парадокс.

При прогнозировании осадок используют кривые, графики которых имеют горизонтальную асимптоту (по опытным данным осадка должна стабилизироваться)

Общего метода для подбора наиболее лучшего вида зависимости не существует.

1)Сначала строят графики осадок во времени по данным измерений и определяют общий вид функции. Для этого необходимо иметь для сравнения графики различных функций (обычно это показательная функция, степенная функция, парабола).

2)Когда подбор кривой сделан, приступают к нахождению коэффициентов функциональной зависимости, после чего по подобранному уравнению вычисляют предполагаемые осадки сооружения в будущем.

Подбор можно производить различными способами. Наиболее часто и наиболее точно коэффициенты можно получить по методу наименьших квадратов.

96