Литвиненко А. С., инженер транспорта, ORCID: 0000-0002-7414-4731
Обоснование современной методики лабораторного определения модуля упругости связных грунтов и их расчетного состояния в дорожной конструкции (Часть 1) (PDF_Lytvynenko_4_2019)
DOI: 10.33868/0365-8392-2019-4-260-47-51
Аннотация. По результатам лабораторных штамповых испытаний, образцов (d = 150мм, H-180мм) насыпных с уплотнением ґрунтов, имеющих коэффициент водонасыщения Sr≥0,85 в интервале значений показателя текучести – 0,5≤lℓ≤0,25, делается вывод о возможности определения практически для каждого образца, их модулей деформативности (Епр; Ед), расчетного критического сопротивления – Ro почвы и ее наибольшей относительной деформации λmax.
Нагрузка образцов осуществляется ступенчатой нагрузкой с пропорциональным (в 1,3 раза) увеличенным давлением на образец на каждой ступени. В процессе испытания образец не разгружается, а доводится до условного разрушения, то есть непропорционального увеличения осадок штампа. Продолжительность каждой ступени нагрузки составляет три минуты.
Графики параболических функций типа λ=aσb строят в логарифмических координатах в виде двух отрезков прямых в обе стороны излома. Показатель степени параболы «b» служит для предварительной оценки показателя деформативности: для модуля упругости – b≈1,0 ± 0,2; для модуля деформации – b≈2,0 ± 0,5; для модуля текучести – b≥3,0.
Дается сравнение с аналогичными показателями деформативности других строительных и конструктивных материалов. Модуль упругости (Епр) имеет только почва, отвечающая условиям стандартного уплотнения ρdmax>ρdωρ і ωo<ωρ; модуль деформации (Ед) имеет почву когда 0<lℓ<0,5, а модуль текучести (Ет) имеет только почву lℓ≥0,5. Природные структурированные почвы характеризуются модулем структурной прочности (Ест) в интервале 0<lℓ< 0, определяемом компрессионными испытаниями.
С целью уменьшения расхода почвы и увеличения производительности работ предлагается рассматривать задачу определения показателей деформативности ґрунтов для расчета дорожных одежд, как контактную, и по этому уменьшить высоту почвенных образцов с 180 мм до 40 мм.
Ключевые слова: ґрунт, ґрунтовое инженерное сооружение, уплотненный ґрунт, расчетное состояние, модуль упругости, критическое расчетное сопротивление, максимальная относительная деформация.
References
1. Belyaev, N. M. (1959). Soprotyvlenye materyalov. Fyzmathyz.
[Strength of materials]. Moscow, Fyzmathyz, 58.
2. Byrulya, A. K., Zynchenko, V. D. (1955). O prymenymosty modulya
deformatsyy dlya kharakterystyky mekhanycheskykh svoystv hruntov y dorozhnykh odezhd. Opredelenye modulya deformatsyy hruntov. [To the applicability of the deformation module to
characterize the mechanical properties of soils and road pavements.
Digest of articles. Determination of the modulus of soil deformation].
Moscow, 80.
3. Khou, B. K. (1966). Osnovy ynzhenernoho hruntovedenyya.
[Fundamentals of engineering soil science]. Moscow, Stroiyzdat, 460.
4. Byrulia, A. K. Byrulia, V. Y., Nosych, Y. A. (1951). Ustoychyvost hruntov dorozhnoho polotna v stepnykh rayonakh [Stability of roadbed soils in steppe regions]. Moscow, DORIZDAT, 176
5. Troytskaia, M. N. (1952). Ehksperymental’nye yssledovanyya modulya deformatsyy y krytycheskoho prohyba nezhestkykh dorozhnykh odezhd. Sbornyk statey. Obosnovanye raschetnykh parametrov dlya nezhestkykh dorozhnykh pokrytyyю [Experimental studies of the modulus of deformation and critical deflection of non-rigid pavements. Digest of articles. Justification of the design parameters for non-rigid road surfaces]. Moscow, DORIZDAT, 159.
6. Troytskaia, M. N. (1955). K metodyke opredelenye modulya
deformatsyy hruntov zemlyanoho polotna. Sb. statey Opredelenye
modulya deformatsyy hruntovю [To the technique of determining the
modulus of deformation of soil subgrade. Sat Articles Definition of the modulus of soil deformation]. Moscow, Avtotransyzdat, 80.
7. German Standard. (2001). DIN 18134:2001-09 Baugrund, Versuche
und Vercuchsgerate. Pllatendruckversuch Hrunt budivel’nyy.
Vyprobuvannya ta vyprobuval’ne obladnannya. Shtampovi
vyprobuvannya [Soil construction. Testing and testing equipment.
Stamp tests]. Berlin, retrieved from https://www.beuth.de/de/norm/
din-18134/36690224.
8. Piskunov, V. H. (1995). Opir materialiv, z osnovamy teoriyi pruzhnosti y plastychnosti. Chastyna II, knyha 5. «Rozrakhunkovo proektuval’ni ta laboratorni roboty» [Resistance of materials, with the basics of the theory of elasticity and plasticity]. Kyiv, Vyshcha Shkola, P. II, Book 5.
9. Shenk, Kh. (1972). Teoryya ynzhenernoho ehksperymenta. [Theory of Engineering Experiment]. Moscow, Mir, 381
10. Pavliuk, D. O., Shuriakov, M. V., Shuliak, I. S., Hladun, S. A. (2015).
Obgruntuvannya formul dlya vyznachennya modulya deformatsiyi yak
pokaznyka ushchil’nennya gruntiv zemlyanoho polotna. [Substantiation of formulas for defining the modulus of deformation as an indicator of soil compaction of the roadbed]. Scientific and Technical Journal “Automobile roads and road construction”, 3, 245, 38–43.
11. Kovbasa, V. P, Ali, Akhmed, Kadem, Kalinichenko, D. Yu. (2016).
Vyznachennya modulya pruzhnosti ta koefitsiyenta v”yazkosti gruntu
shlyakhom doslidzhennya yoho kolyvan’. [Determination of modulus
and coefficient of viscosity of soil by studying its fluctuations]. National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Vibrations in technology and technology, 1, 81, 36–41.
12. Korniienko, M. V., Yazvinskyi, O. V., Poklonskyi, S. V. (2013).
Kompleksna otsinka vyznachennya modulya deformatsiyi hruntu
pol’ovymy ta laboratornymy metodamy [Comprehensive assessment of the determination of soil deformation module by field and laboratory methods]. Building structures, 79, 72–79. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/buko_2013_79_11
13. Humeniuk, V. M., Drukovanyi, M. F., Blashchuk, N. V. Porivnyannya
modulya deformatsiyi ta modulya pruzhnosti gruntu. [Comparison of
modulus of deformation and modulus of soil elasticity]. Retrieved from http://blaschuk.vk.vntu.edu.ua/file/df8723670ce743a4ac3c19023677
e9e6.pdf
14. Kharkiv National Automobile and Road University. (2017).
Dovidnyk no 1 Rozrakhunkovykh kharakterystyk gruntiv, materialiv
pokryttya i osnovy dorozhn’oho odyahu ta navantazhen’ vid transportnykh zasobiv kyyiv [Handbook # 1 of the Calculation
characteristics of soils, cover materials and bases of road clothing and loads from vehicles]. Kharkiv.