Индивидуальные студенческие работы


Диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений

Скорость развития деформаций массива грунта при откопке котлована. Выводы по главе 4. Сопоставление результатов натурных наблюдений и представлений теории фильтрационной консолидации. Границы и критерии применимости теории фильтрационной консолидации.

Анализ результатов натурных исследований с позиции теории фильтрационной консолидации. Выводы по главе 5.

Математическое описание нелинейной работы грунта при нагружении и разгрузке. Модифицированная модель Cam Clay. Проблемы расчета глубоких котлованов. Моделирование квазистатического нагружения и разгрузки основания с учетом вязкопластической работы грунта. Обобщение результатов оценки параметров реологических свойств грунта по данным натурных наблюдений. Выводы по главе 7. Методология проектирования оснований зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки.

Выводы по главе 8. Примеры реализации методики проектирования глубоких котлованов в условиях городской застройки. Для Санкт-Петербурга, с его обширным историческим центром, использование подземного пространства является особенно актуальным, поскольку позволяет вдохнуть жизнь современного мегаполиса в архитектурную среду, не искажая классического облика города. До последнего времени подземное строительство в городе было представлено только тоннелями метрополитена, сооружаемыми диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений способом.

Попытки устройства глубоких диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений в среде городской застройки чаще всего заканчивались существенным повреждением прилегающих зданий. Основной причиной неудач являлся неадекватный учет при проектировании особенностей развития деформаций водонасыщенных глинистых отложений различного генезиса и возраста малой и средней степени литификации при техногенном нагру-жении и разгрузке. Отсутствие практического опыта подземного строительства может быть компенсировано только проведением соответствующих исследований.

Для водонасыщенных глинистых отложений малой и средней степени литификации, природные структурные связи которых нарушаются при внешних воздействиях, наиболее репрезентативными являются натурные исследования. Особую актуальность их проведению придает отсутствие эффективной методики расчета оснований зданий и сооружений в том числе подземныхсложенных водона-сыщенными глинистыми грунтами малой и средней степени литификации, в условиях плотной городской застройки.

В проектной практике укоренилось некритичное отношение к выбору расчетных моделей и реализующих их программ, а также к результатам расчетов. Диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений моделей, не апробированных для инженерно-геологических условий рассматриваемой территории и не адаптированных к особенностям региональных грунтов, является диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений риска для сооружений любого уровня сложности и фактором чрезвычайного риска для сооружений, опыт строительства которых в данном регионе отсутствует.

В связи с этим весьма актуальным представляется применение таких расчетных моделей, которые позволяют с удовлетворительной точностью описать стандартные лабораторные опыты, полевые испытания например, штамповые и натурные наблюдения на опытных площадках. При этом для корректного сравнения результатов расчетов и наблюдений необходимо применять такие расчетные модели, которые позволяли бы рассматривать развитие деформаций во времени. Основное внимание зарубежных научных школ традиционно уделяется объемной составляющей деформации, развитию процессов первичной и вторичной консолидации.

Отечественная школа механики грунтов всегда уделяла особое внимание построению реологических моделей, описывающих как объемное, так и сдвиговое деформирование грунта во времени. На формирование современного понимания закономерностей изменения свойств массивов грунтов под воздействием природно-техногенных факторов, связанных со строительной деятельностью человека, оказали труды таких выдающихся исследователей как H.

Отличительной особенностью этих исследований является подход к грунту, прежде всего, как природному образованию, обладающему специфическими свойствами, гораздо более вариативными и неоднозначными, чем у искусственных материалов, и, вследствие этого, плохо поддающимися обобщению в рамках какого-либо универсального математического диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений.

На западе, начиная с трудов основоположника механики грунтов К. Терцаги, основное внимание уделялось поиску именно этого обобщения, в жертву которому иногда приносились особенности грунта как природного образования. Для ведущих представителей отечественной школы механики грунтов - таких как H. Однако в реальной расчетной практике в настоящее время возобладали западные подходы, воплощенные в наиболее востребованных компьютерных программах.

Представляется, что необходимо предпринять усилия по реализации достижений отечественной научной школы инженерной геологии и механики грунтов в современных программных продуктах, позволяющих решать актуальные задачи проектирования. Цель исследования заключается в выявлении закономерностей и разработке методологии прогнозирования деформационного поведения оснований, сложенных водонасыщен-ными глинистыми отложениями различного генезиса и возраста малой и средней степени литификации, при строительстве зданий и подземных сооружений для обеспечения безопасной эксплуатации окружающей застройки.

Основные задачи диссертационной работы: Объектом исследования являются водонасыщенные глинистые отложения различного генезиса и возраста малой и средней степени литификации, распространенные на территории Санкт-Петербурга. Предметом исследования является обеспечение безопасности строительства и эксплуатации зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки на водонасыщен-ных глинистых грунтах малой и средней степени литификации.

В инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга для обеспечения безопасной эксплуатации городской застройки, в том числе архитектурно-исторических памятников и старинных зданий, при строительстве зданий и устройстве глубоких котлованов необходимо учитывать вязкопластический характер деформаций водонасыщенных глинистых отложений различного генезиса и возраста малой и средней степени литификации при обязательном ограничении развития дополнительных деформаций земной поверхности от совокупности наиболее значимых техногенных нагрузок.

Разработанная вязкопластическая модель позволяет повысить точность прогноза деформаций оснований зданий и сооружений благодаря независимому описанию поведения водонасыщенных глинистых грунтов при уплотнении и формоизменении и учету вязкости как функции их напряженного состояния. Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: Установлено, что деформации формоизменения вносят существенный вклад в развитие деформаций оснований зданий и сооружений включая подземные сооружениякоторый необходимо учитывать в расчетах.

Получено математическое описание закономерностей вязкопластического деформирования водонасыщенных глинистых отложений малой и средней степени литификации при техногенных квазистатических нагрузках, реализованное в вязкопластической модели, использующей стандартные испытания деформационного поведения грунтов и позволяющей с одним и тем же набором параметров моделировать существенно различающиеся по продолжительности квазистатические воздействия.

Предложена численная реализация вязкопластической модели, позволяющая отказаться от искусственного ограничения активной зоны и локализовать ее естественным образом, что дает возможность моделировать в рамках одной расчетной схемы взаимное влияние зданий на разнотипных фундаментах, а также зданий и глубоких котлованов.

Обоснована применимость предложенной модели для оснований, сложенных водо-насыщенными глинистыми грунтами малой и средней степени литификации, путем сравнения результатов прогноза с данными лабораторных и полевых испытаний грунта, а также натурных исследований оснований при техногенных нагрузках на опытных площадках. Сформулирован интегральный критерий обеспечения безопасности застройки, прилегающей к площадкам строительства зданий и подземных сооружений, от всей совокупности техногенных воздействий на грунты основания, который положен в основу диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений сопровождения нового строительства и реконструкции в условиях плотной городской застройки.

Разработана методология проектирования глубоких котлованов на урбанизированной территории, основу которой составляют расчеты конструкции ограждения и системы крепления по диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений группам предельных состояний не только для обеспечения надежности этих конструкций, но и для обеспечения безопасности прилегающей застройки; для этого рассматривается два крайних случая состояния массива грунта: Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сравнением прогноза по предложенной методологии и данных длительных натурных наблюдений за осадками зданий и сооружений, а также натурных измерений напряженно-деформированного состояния грунтовой толщи вокруг опытных котлованов.

Натурные измерения имеют необходимое метрологическое обеспечение, систему дублирования измерений основных параметров, позволяющую контролировать достоверность результатов экспериментов. Основные теоретические и прикладные результаты работы в составе проектной документации по реальным объектам прошли государственную экспертизу и получили практическую апробацию при строительстве зданий и подземных сооружений.

В результате выполненных исследований разработана методология расчета оснований, обеспечивающая безопасность городской застройки, в том числе архитектурных исторических памятников, при строительстве зданий и сооружений включая подземные сооружения в сложных инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга: На основе предложенного подхода к проектированию зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки на водонасыщенных глинистых грунтах и расчетов с применением вязкопластической модели спроектированы и успешно построены или реконструированы десятки объектов в Санкт-Петербурге.

Среди них можно назвать Каменноостровский театр с развитым подземным объемом диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений историческим зданием проект удостоен золотой медали на международной реставрационной выставке в Лейпциге ; бизнес-центр на Почтамтской ул. В качестве основы действующих в Санкт-Петербурге территориальных норм по проектированию фундаментов предложенная концепция научно-практического сопровождения стала обязательной для исполнения всеми участниками строительного процесса.

Об эффективности концепции свидетельствует включение ее основных элементов в новую редакцию СП 22. Результаты исследований доложены на многих международных конференциях, среди которых следует, прежде всего, назвать конференции, проводимые Международным обществом по механике грунтов и геотехническому строительству ISS-MGE в Неаполе 1996Афинах 1997Гамбурге 1997Роттердаме 2000Пассау 2002Осаке 2005Любляне 2006Мадриде 2007Александрии 2009Санкт-Петербурге 2003;2005; 2008Москве 2010Бомбее 2010на ежегодных российских конференциях в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете 19902010ПНИИИС 2008, 2009, 2010на Герсевановских чтениях в НИИОСП.

Диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений материалам исследований, обобщенных в настоящей работе, опубликовано 69 работ, в том числе две монографии Москва, диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений Санкт-Петербург, 2010 ; 17 публикаций напечатаны в изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК Минобр-науки России. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, объединенных в 4 раздела, основных выводов, списка литературы и приложения.

Она имеет объем 399 страниц печатного текста, включая приложение на 44 страницах, 251 рисунок диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений 58 таблиц.

Список литературы включает 295 наименований, в том числе 66 на иностранных языках. Наиболее значимым фактором риска для существующей застройки на территории Санкт-Петербурга является воздействие природно-техногенных процессов, обусловленных строительной деятельностью, приводящих к нарушению природных структурных связей в водонасыщенных глинистых отложениях малой и средней степени литификации.

Количественную оценку риска можно представить в виде интегрального критерия ограничения дополнительных деформаций соседней застройки 2который лежит в основе предложенной концепции научно-практического сопровождения. Деформации зданий и сооружений, возведенных на водонасыщенных глинистых грунтах, обусловлены не только процессом уплотнения, но и процессом формоизменения, который во многих практических случаях имеет определяющее значение.

Для корректного прогноза изменения напряженно-деформированного состояния водонасыщенных глинистых отложений малой и средней степени литификации при техногенном нагружении необходимо применять модели с независимым описанием их поведения при уплотнении и формоизменении. В предложенной вязкопластической модели набор зависимостей объемных деформаций и деформаций формоизменения соответственно от объемного тензора и девиатора напряжений полностью определяет вектор пластической деформации при заданном приращении напряжений.

Деформациям формоизменения, как и деформациям уплотнения свойственно развитие во времени, причем скорость деформаций сдвига тем выше, чем в большей степени нарушена структура грунта по отношению к природному сложению.

Вязкопластическая модель грунта рассматривает развитие во времени не только деформаций уплотнения, но и деформаций формоизменения. Объемные деформации определяются соотношениями фильтрационной консолидации имеющей ограниченное значение вследствие проявления градиента начала фильтрационной консолидацииа скорость развития деформаций формоизменения описывается с помощью переменного коэффициента вязкости.

  1. Применение методов теории нечетких множеств требует формализации ПЭИ, то есть представления её в определенной форме. Учитывая выражение 27 , получим.
  2. Реальная и потенциальная угроза возникновения, распространения пожаров и причинения от них вреда объектам обеспечения пожарной безопасности, исходящая от внутренних и внешних источников, определяет содержание деятельности по обеспечению внутренней и внешней пожарной безопасности.
  3. Анализ экспериментальных исследований железобетонных конструкций, при огневом воздействии и после него рассматривалось в работах российских и зарубежных ученных. Функционирование системы обеспечения пожарной безопасности направлено на создание и поддержание необходимого уровня пожарной безопасности, который является одним из основных показателей, характеризующих пожаробезопасное состояние, и предполагает баланс между наличием реальной или потенциальной угрозы причинения ущерба от пожара и возможностью, способностью субъектов обеспечения пожарной безопасности создать и сохранить динамически устойчивое по отношению к этим угрозам пожаробезопасное состояние.
  4. Действия, предусмотренные частью 2 настоящей статьи, совершённые повторно в течении года после наложения административного взыскания, - влекут наложение штрафа на граждан в размере до десяти минимальных размеров оплаты труда и на должностных лиц - до двадцати минимальных размеров оплаты труда с отзывом специального разрешения лицензии , предоставленного лицу, допустившему правонарушение.

Параметр вязкости определяется путем обратного анализа данных диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений наблюдений. Для водонасыщенных глинистых отложений малой и средней степени литификации, характерных для территории Санкт-Петербурга, по результатам анализа натурных наблюдений определены значения параметра начальной вязкости для грунтов природного сложения и при нарушении структурных связей в результате воздействий, обусловленных строительной деятельностью.

Все остальные параметры предложенной расчетной модели определяются из стандартных лабораторных испытаний. Сравнение результатов натурных исследований глубоких котлованов и расчетов с применением предложенной модели демонстрирует удовлетворительную точность в описании развития деформаций основания с учетом фактора времени, что позволяет использовать эту модель для расчета подземных сооружений, в том числе в условиях плотной городской застройки.

Описание реологических свойств водонасыщенных глинистых отложений малой и средней степени литификации с помощью переменной вязкости, убывающей до минимума по мере возрастания сдвигающих напряжений, позволяет отобразить в рамках расчетной модели с одним и тем же набором параметров, описывающих поведение диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений, различные по продолжительности квазистатические воздействия: Предложенная расчетная модель грунта автоматически, естественным образом локализует активную зону в основании зданий и сооружений, чему способствует интенсивное затухание с глубиной объемных деформаций и деформаций сдвига соответственно при уменьшении градиента напора и девиатора напряжений, в связи с чем исчезает необходимость в ее искусственном ограничении и появляется возможность моделировать диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений рамках одной расчетной схемы взаимное влияние зданий на разнотипных фундаментах, а также зданий и глубоких котлованов.

Научно-практическое сопровождение нового строительства или реконструкции на урбанизированной территории благодаря применению вязкопластической модели становится эффективным инструментом по обеспечению безопасности соседней застройки, поскольку позволяет расчетным путем определить статические составляющие дополнительной осадки недостающие технологические компоненты осадки могут определяться посредством технологических испытаний и контролироваться в ходе мониторинга ; тем самым становится возможным на практике обеспечить соблюдение интегрального критерия по ограничению всей совокупности дополнительных осадок соседней застройки.

Обеспечение безопасности окружающей застройки при проектировании глубоких котлованов конструкций ограждения и систем раскрепления достигается расчетом этой застройки по двум группам предельных состояний: Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений. Строительство промышленных и гражданских зданий на слабых водо-насыщенных грунтах.

Зависимость между пористостью и модулем деформации, установленная полевыми испытаниями грунтов. Гидрогеологические критерии обоснования ограничений на освоение территории Санкт-Петербурга. Школа экологической геологии и рационального недропользования. К вопросу о существовании начального градиента фильтрации. Формирование подземных вод как основа гидрогеологических прогнозов: Материалы 1 Всесоюзной гидрогеологической конференции.

Фильтрация жидкости в горных породах с учетом фазового взаимодействия. Исследование фильтрации через глинистые породы: Физика движения подземных вод. Соотношение между сдвиговой прочностью жидкостей в объеме и граничных слоях. Поверхностные силы в тонких пленках и дисперсных системах. Методика определения прочности глинистых пород. Разрушение глубокого котлована в условиях городской застройки.

Развитие городов и геотехническое строительство. О решении смешанной задачи теории упругости и теории пластичности грунтов. Основания, фундаменты и механика грунтов. О применении неассоциированого закона пластического течения в смешенной задаче теории упругости и теории диссертации по обеспечению безопасности зданий и сооружений.

Анизотропные грунты и основания сооружений. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия.

VK
OK
MR
GP