Menu

Процесс отрыва сооружений от оснований

Задача оценки условий отрыва и определения требуемого для этого усилия возникает при подъеме судов, расчете держащей силы «мертвых» якорей, снятии с грунта морских гравитационных буровых опор при их перестановке, а также в случае действия на^ них значительных волновых и ветровых нагрузок.

Отрыв сооружений от оснований может происходить по его контакту с грунтом, либо с захватом грунтов основания. Характер отрыва в значительной мере определяется скоростью нарастания отрывающего усилия и зависит от свойств грунта основания, в частности отприлипания (адгезии) грунта, т. е. сцепления контактной поверхности сооружения с частицами грунта за счет действия молекулярных сил. Липкость Ь ряда глинистых и илистых грунтов достигает значительных величин (0,01...0,1 МПа), а в достаточно чистых песках она. отсутствует.

По мере постоянного возрастания отрывающего усилия тр (рис. 8.25) вначале в грунте основания происходит уменьшение напряжений от собственного веса сооружения (<7С), а затем вследствие наличия сил адгезии (прилипания Ь) в скелете грунта, обладающего сцеплением, развиваются растягивающие напряжения. Все это- вызывает вначале разбухание, а оружения затем и разуплотнение грунта
<солидации, который описывается консолидации.

(рис. 8.25, б), сопровождаемое развитием отрицательных, избыточных давлений в поровой воде и процессом неустановившейся фильтрации воды из акватории в основание сооружения, т. е. процессом реконприведенными выше уравнениями

Рис. 8.26. Линии равных избыточных напоров (а) и эпюры отрицательных избыточных давлений в поровой воде и растягивающих напряжений в скелете грунта по подошве сооружения (б) и по вертикали (в)

Например, в случае полосовой равномерно распределенной постепенно возрастающей (рис. 8.25, а) отрывающей нагрузки д0тр для полностью водонасыщенного грунта, обладающего липкостью, отрицательные избыточные давления в воде р от нагрузки  определятся способом конечных разностей по зависимостям (8.100) и (8.70) или (8.64) по методике, описанной в § 8.10. Контактная поверхность сооружения принимается водонепроницаемой (рис. 8.26).

При р > О^отр — оУ.с происходит процесс разбухания грунта и уменьшение сжимающих напряжений <т2>с от веса сооружения, а при р < а*0тр — а^с развитие дополнительных растягивающих напряжений а2 в скелете грунта (рис.

.8.26, б, в).

Рис. 8.27. Линии равных избыточных напоров (а) и эпюры отрицательных давлений в поровой воде (б) в период образования полости

[image]

Рассматривая изменения во времени распределения контактных напряжений и давлений в поровой воде (рис. 8.26, б), время нарушения контакта подошвы сооружения с грунтом или отрыва от грунта незаглубленного сооружения можно приближенно определить из условия.

С увеличением скорости приложения отрывающей нагрузки время нарушения контакта сокращается (рис. 8.25), но соответственно увеличивается необходимое для этого отрывающее усилие.

В результате практически всегда наблюдаемого хотя бы небольшого заглубления сооружения к, после выполнения условия (8.102), контакт с грунтом «мгновенно» нарушается, но отрыв сооружения от грунта происходит только после постепенного заполнения образующейся под подошвой сооружения полости (рис. 8.27, а) профильтровавшейся водой, и перемещения подошвы сооружения от- носительно'''грунта основания примерно на величину к. Внутри полости возникает постоянное дополнительное отрицательное давление в воде рп = <7отр ~- <7с- Расчет консолидации продолжается по зависимости (8.70) или (8.64), принимая на границе полости Ни = рп/у. По мере увеличения полости имевшиеся в грунте растягивающие напряжения сг2 постепенно уменьшаются (рис. 8.27, б) и грунт в этой зоне вторично уплотняется, а избыточное давление (напоры) постепенно приближаются к получаемым в случае установившегося движения воды из акватории в полость.

Рис. 8.28. Схема отрыва сооружения с захватом грунтов основания

[image]

Имея градиенты напора вблизи полости, можно определить скорость движения подошвы сооружения (рис. 8.25, б, кривые 2' или 3') и время его отрыва (вырывания) ^0тр- Однако, прежде чем по контактной поверхности сооружения успевают развиться достаточные растягивающие напряжения при быстром росте <7отр (график 1 на рис. 8.26), возможно возникновение его отрыва с захватом грунта основания. Одним из методов оценки усилия, необходимого для отрыва с захватом грунта основания или определения момента времени отрыва при заданном отрывающем усилии, может быть расчет устойчивости основания в нестабилизированном состоянии путем поиска поверхности вырывания грунта (в частности, круглоцилиндрической, рис. 8.28) с коэффициентом устойчивости, равным 1. Учитывая процесс реконсолидации грунта в зависимостях

или (7.24), следует заменить (дг — рг) на + /?*). В расчетной схеме (рис. 8.28) следует определять от действия всей отрывающей нагрузки <70Тр. Вследствие постепенного уменьшения рь устойчивость основания на вырывание со временем уменьшается.

При отрыве сооружения с захватом грунта основания резко возрастает догр, но уменьшается ^0Тр. Учет наличия защемленного газа и процессов газовыделения или явлений ползучести скелета грунта существенно уменьшают </отр и /отр. Ускорение процесса отрыва возможно путем принудительной подачи воды в контактную зону сооружения или путем инъецирования в нее газа. При необходимости увеличения силы «присоса» возможно вакуумирование контакта.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:2842 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:5752 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:2923 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Геодезична будівельна сітка

Будівельна сітка створюється в основному на промислових майданчиках й є основою для розбивочних робіт, монтажу технологічного устаткування й виробництва виконавчих зйомок. Характерною рисою будівельної сітки як інженерно-геодезичної мережі є розташування пунктів...

30-05-2011 Просмотров:7682 Інженерна геодезія

Генетические типы и размеры будинаж-стру…

Выявлено четыре генетических типа будинаж-структур, образующиеся: 1) при гипергенезе (диагенетические, оползневые, ледниковые, морские, озёрные и речные); 2) при тектогенезе осадочных толщ (соскладчатый и приразрывный); 3) при метаморфизме (региональном, регрессивном, ультраметаморфизме)...

14-10-2010 Просмотров:4502 Геологическое картирование, структурная геология

Неустойчивость литосферы по данным монит…

Неоднородность земной коры, блочное строение, насыщенность среды флюидами, действие приливных деформаций, эндогенная активность Земли отражаются в непрерывной вариабельности геофизических и гидрогеохимических полей на различном масштабном уровне. Именно это затрудняло поиск...

15-11-2010 Просмотров:3945 Сейсмический процесс