PLANNING AN EXPERIMENT IN THE STUDY OF THE FORCE INTERACTION OF FOUNDATIONS WITH A SOIL BASE
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
The article presents the results of studies of foundation models when breaking along inclined sections and in the form of punching. For rational planning of experiments, a large combination square was constructed, consisting of 25 medium-sized squares corresponding to all combinations of two factors (cubic strength of concrete and reinforcement coefficient). Each of the 25 middle squares, in turn, consists of 25 cells, corresponding to all possible combinations of other factors: the height of the foundation slab and the relative overhang of the cantilever part. Experimental studies were carried out with large-scale reinforced concrete models of foundations on a sand base, which made it possible to study the parameters of the joint operation of the foundation and soil, and to establish geometric and strength factors that play an important role in the formation of the process of brittle destruction of the foundation (overhang of cantilevers, height of the foundation slab, reinforcement, strength of concrete).
Materials and methods: Our experimental studies were divided into two phases:
1 – conducting staged experiments on large-scale reinforced concrete models of foundations in order to select four factors, since a greater number of factors introduced into empirical formulas practically does not increase the accuracy of the formulas, but only increases the number and labor intensity of experiments;
2 – study of the influence of the shape of the plot, normal contact stresses and established primary factors on the strength when punching foundations of full-scale dimensions (2x2 m).
Staged experimental studies were carried out on a series of three or five identical models of foundations with a plan size of 1x1x0.1 m (height) at different values of the factors under study. The foundation structures are shown in Figure 1.
Results: experimental study of the effect of diagrams of contact stresses of sandy soil on the strength of full-scale columnar foundations during punching; identification of real forms of the punching pyramid on full-scale reinforced concrete foundation samples; development of a method for calculating the strength of brittle fracture of columnar foundations on a sand base; obtaining mathematical dependencies of the destructive load on the parameters of the foundation structure; New structural solutions for foundations.
Conclusions: на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, выполненных по комбинационному квадрату, получена эмпирическая формула расчета прочности, расчеты по которой для фундаментов, разрушившихся от продавливания, наиболее точно согласуются с экспериментальными данными. Полученная формула может быть рекомендована как экспресс-метод оценки прочности фундамента.
Article Details
References
Баранов Д.С. Измерительные приборы, методика и некоторые результаты исследования распределения давлений в песчаном грунте. – М.: Научное сообщение ЦНИИСК, 1959. Вып. 7. – 60 с.
Бараускас Я.А., Ривкин С.А. Экспериментальное определение расчетных параметров естественных грунтовых оснований. – Литов-ский механический сборник № 1. – Вильнюс: Вильнюсский инже-нерно-строительный институт, 1969. – С. 88-98.
Горбунов-Посадов М.И. Расчет конструкций на упругом основании. – М.: Гос. Изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1953. – 516 с.
Давиденков Н.Н. Струнный метод измерения деформаций. – Л.-М.: Гос. техн.-теоретич. Изд., 1933. – 60 с.
Коренев Б.Г., Ручимский М.Н. Экспериментальные исследования работы моделей плит на грунтовом основании. – М.: Вопросы расчета плит на упругом основании. – Стройиздат, 1958. – С. 5-40.
Лазебник Г.Е. Разработка, испытания и усовершенствование датчиков для определения давлений грунта и сыпучих тел на соору-жения в натуре. – В кн.: Исследования по основаниям, фундаментам и механике грунтов. – Киев: Будивельник, 1969. – С. 116-123.
Лазебник Г.Е., Смирнов А.А. Определение напряжений и деформаций под фундаментами в основаниях из различных грунтов. – В кн.: Исследования по основаниям, фундаментам и механике грунтов. – Киев: Будивельник, 1969. – С. 100-111.
Манвелов Л.И., Борташевич Э.С. О выборе расчетной модели упругого основания. – Строительная механика и расчет сооружений, 1961. № 4. – С. 14-18.
Мартишюс А.Т. К расчету фундаментных плит переменной толщины на продавливание. – В сб.: Железобетонные конструкции. – Вильнюс: Вильнюсский инженерно-строительный институт, 1969. – С. 141-147.
Мурзенко Ю.Н. Основные закономерности изменения напряженного состояния песчаного основания по контактной по-верхности фундаментов при возрастании нагрузки. – В сб.: Исследо-вания оснований, фундаментов и гидротехнических сооружений. – Новочеркасск: Новочеркасский ПИ, 1970. Т. 216. – С. 3-12.
Мурзенко Ю.Н., Цесарский А.А. Влияние заглубления на совместную работу железобетонных фундаментов и песчаного осно-вания. – В сб.: Исследования оснований, фундаментов и гидротехни-ческих сооружений. – Новочеркасск: Новочеркасский ПИ, 1970. Т. 216. – С. 29-35.
Мурзенко Ю.Н., Ревенко В.В., Аринина Э.В. Исследование напряженно-деформированного состояния песчаного основания в процессе повышения нагрузки. – В сб.: Экспериментально-теоретические исследования строительных конструкций, оснований и фундаментов. – Новочеркасск: Новочеркасский ПИ, 1974. – С. 61-67.
Палатников Е.А., Тепляков А.А. Экспериментальные исследования плит на грунтовом основании. – М.: Труды института ГипроНИИавиапром. Вып. 8. 1971. – С. 76-102.
Протодьяконов М.М. Обработка опытных данных по резанию горных пород методом смешанных гипербол. Научные доклады высшей школы. – М.: Горное дело, 1958. № 2. – С. 263-269.
Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. – М.: Наука, 1970. – 76 с.
Ривкин С.А. Расчет фундаментов. – Киев: Будивельник, 1967. – 304 с.
Родин С.В. Особенности силового взаимодействия железобетонных столбчатых фундаментов с песчаным основанием: дис. … канд. техн. наук: 05.23.02 / С.В. Родин. – Днепропетровск, 1983. – 212 с.
Родштейн А.Г. Контактные напряжения под жесткими фундаментами на песчаном основании. Информационные материалы. – М.: 1952. № 1. – С. 31-35.
Родштейн А.Г. Лабораторные и натурные исследования реактивных давлений под жестким фундаментом. – М.-Л.: Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып. 111. Госэнергоиздат, 1962. – С. 69-74.
Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий. – М.: Стройиздат, 1978. – 109 с.
СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003». [Текст]. – М.: Минстрой России, 2018. – 143 с.
Черкасов И.И. Механические свойства грунтов в дорожном строительстве. – М.: Транспорт, 1976. – 247 с.