ЧАН Куок Дат

ПОВЫШЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЛАБЫХ ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ НАСЫПЕЙ СВАЯМИ-ДРЕНАМИ

(05.23.11— Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2010

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете на кафедре «Инженерная геология и геотехника».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Добров Эдуард Михайлович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Казарновский Владимир Давидович

кандидат технических наук, доцент Кириллова Наталия Юрьевна

Ведущая организация: РОСДОРНИИ, ФГУП

Защита диссертации состоится 18 ноября 2010 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.02 ВАК в Московском автомобильно - дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу:

125319, Москва, А - 319, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

Просьба высылать отзывы в количестве двух экземпляров, заверенные печатью, по указанному адресу. Копию отзыва просим прислать по

E-mail: uchsovet@madi.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Автореферат разослан " " октября 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кандидат технических наук, профессор Борисюк Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

При строительстве автомобильных в ряде случаев возникает необходимость увеличения несущей способности слабых оснований дорожных насыпей. Для этих целей весьма эффективной оказалась использование конструкции из вертикальных песчаных свай-дрен, которые не только ускоряют процессы консолидации слабых грунтов основания, но изменяя условия работы грунта в слабом основании инженерных сооружений, способствуют уменьшению величины их конечных осадок.

Это явление в настоящее время объясняется проявлением «свайного» эффекта, возникающего в слабом основании при наличии песчаных дрен и позволяющему рассматривать эту конструкцию как обладающей дополнительной несущей способностью, а сами вертикальные дрены уже как грунтовые сваи-дрены.

Проблема увеличения несущей способности слабых оснований с помощью грунтовых свай-дрен приобретает самостоятельное звучание и особую актуальность в случаях реконструкции участков автомобильных дорог, расположенных на слабых основаниях, когда требуется повысить капитальность дорожных одежд и жесткость дорожной конструкции в целом.

Цель и задачи диссертации.

Целью диссертационной работы является разработка теоретических и методических основ прогноза степени увеличения общей несущей способности слабых оснований дорожных насыпей за счет устройства вертикальных грунтовых свай-дрен.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований.

Используя метод конечных элементов (МКЭ), изучить особенности формирования напряженно–деформированного состояния (НДС) элемента грунтовой толщи слабого основания с учётом различных параметров его вертикальной неоднородности по прочностным и деформационным характеристикам, моделирующих условия совместной работы слабого грунта и песчаной сваи-дрены.

Методами математического моделирования выявить основные особенности НДС слабых оснований при устройстве свай-дрен и оценить степень влияния их диаметра, длины, сближения, мощности слабого слоя и его прочностных и деформационных характеристик.

Результаты математического моделирования сравнить с имеющимися результатами аналитического, физического и оптического моделирования.

Разработать рекомендации по методам повышения несущей способности дорожных насыпей, сооружаемых на слабых основаниях в том числе и применительно к условиям Вьетнама.

Методика исследований.

Для решения поставленных задач была использована программа «Плаксис», реализующая метод конечных элементов (МКЭ). Аналитически и на ее основе изучены особенности формировании напряженно–деформированного состояния (НДС) слоя насыпного грунта и элемента грунтовой толщи слабого основания с учётом различных параметров его вертикальной неоднородности по прочностным и деформационным характеристикам, моделирующих условия работы слабого грунта и грунтовой сваи-дрены.

Научная новизна:

установлены основные закономерности и особенности формирования компонентов напряженно-деформированного состояния (НДС) слабых оснований дорожных насыпей при наличии грунтовых свай-дрен;

выявлены закономерности, особенности и условия формирования зон предельного состояния толщи насыпных грунтов, перекрывающих свайное основание, и их взаимосвязь с геометрическими параметрами грунтовых свай;

установлена степень влияния на равномерность накопления осадок дорожной насыпи ее высоты, диаметра грунтовых свай-дрен и расстояний между их осями; количественно определены минимальные высоты дорожных насыпей (или толщины слоя насыпных грунтов), при которых деформации их осадок носит равномерный характер;

установлено, что эффективность использования грунтовых свай в качестве мероприятия по повышению несущей способности слабых оснований зависит от соотношения прочностных параметров грунта, используемого для устройства свай, а также слабого грунта оснований и степени его насыщения грунтовыми сваями.

Практическая ценность работы: