Анотація до роботи:

Яковлєв В.С. Визначення несучої здатності призматичних паль за показниками міцності ґрунту. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 – основи та фундаменти. – Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Полтава, 2009.

Дисертацію присвячено вдосконаленню методики визначення несучої здатності забивних призматичних паль тертя за показниками міцності ґрунтів навколопальової зони на базі теорії їх граничного стану та вимог норм проектування основ фундаментів за І групою граничних станів. Шляхом комплексних експериментів доведено більш високу її точність порівняно з нормативним методом, за яким опір ґрунту під вістрям і за бічною поверхнею встановлюють залежно від глибини занурення палі, показника текучості глинистого ґрунту чи зернового складу піску.

Для врахування реалізації сил тертя за бічною поверхнею палі відповідно до її повної зрушувальної деформації, що значно менша від осідання, характерне для вичерпання несучої здатності за вістрям, показники міцності ґрунту навколо стовбура і під вістрям палі визначаються роздільно обробкою даних випробувань на одноплощинне зрушення попередньо ущільнених водонасичених зразків відповідно за способом повної логарифмічної перебудови й за стандартною методикою.

Удосконалено методику визначення осідань за межею лінійного деформування ґрунту для палі постійного поперечного перерізу врахуванням осідань її основи в проміжку тисків, які дорівнюють розрахунковому та граничному опору ґрунту, й параметрів ущільненої зони під вістрям, що дозволило наблизити розрахунковий графік „навантаження – осідання” до графіка її статичних випробувань порівняно з лінійною методикою. Результати досліджень реалізовано у вигляді “Рекомендацій з визначення несучої здатності призматичних висячих залізобетонних паль за показниками міцності піщаних і глинистих ґрунтів” і при проектуванні 28 будівель.

Викладені дослідження свідчать про розв’язання в дисертації наукової задачі з удосконалення методики визначення несучої здатності забивних призматичних паль за показниками міцності ґрунту. Вони дають змогу зробити такі висновки.

1. Удосконалено методику визначення несучої здатності забивних призматичних паль тертя за показниками міцності ґрунтів навколопальової зони на базі теорії їх граничного стану та вимог норм проектування основ фундаментів за І групою граничних станів. Шляхом комплексних експериментів доведено більш високу її точність порівняно з нормативним методом, за яким опір ґрунту під вістрям і за бічною поверхнею встановлюють залежно від глибини занурення палі, показника текучості глинистого ґрунту чи зернового складу піску.

2. Для урахування реалізації сил тертя за бічною поверхнею палі відповідно до її повної зрушувальної деформації, що значно менша від осідання, характерне для вичерпання несучої здатності за вістрям, уперше запропоновано роздільне визначення показників міцності ґрунту навколо стовбура та під вістрям палі шляхом обробки результатів випробувань на одноплощинне зрушення попередньо ущільнених водонасичених зразків відповідно за способом повної логарифмічної перебудови і стандартною методикою. Комбінована методика визначення несучої здатності паль дослідженнями зразків пенетрацією і плоским зрушенням дозволяє зменшити обсяг випробувань ґрунту палями і зондуванням.

3. Нормативний метод занижує величину несучої здатності паль у середньому в пісках середньої крупності на 29 %, мілких – 35 %, а пилуватих – 47 %. Значення несучої здатності паль у мілких і пилуватих пісках, які розраховані за показниками міцності ґрунту, достатньо близькі (коефіцієнт варіації ) до величин, встановлених за даними статичних навантажень ґрунтів палями, а у пісках середньої крупності для врахування дилатансії при забиванні паль у щільне середовище запропоновано ввести знижуючий коефіцієнт 1,2 до їх несучої здатності, що розрахована за показниками міцності ґрунту.

4. Відносні похибки між величинами несучої здатності паль, які визначені за показниками міцності суглинків і легких пилуватих глин, та за даними статичних випробувань ґрунтів палями, не перевищують 20-25 % (). Нормативний метод занижує несучу здатність паль у суглинках з показником текучості у середньому на 45 %, у суглинках з і глинах з завищує її на 10 і 25 % відповідно, при значно більших відносних похибках (відповідно до 70, 35 і 50 %), ніж між значеннями несучої здатності паль, що прогнозовані за показниками міцності ґрунту і їх статичними випробуваннями.

5. Оцінюванням напружено-деформованого стану основи з наведеними властивостями в межах зони впливу паль шляхом моделювання МСЕ з використанням пружно-пластичної моделі ґрунту та кроково-ітераційних процедур отримано високу збіжність (відносні похибки 5-10 %) її результатів з підсумками аналітичної методики прогнозу несучої здатності паль за показниками міцності ґрунтів і даними статичних випробувань ґрунтів палями, а також суттєве заниження (на 14-37 %) несучої здатності паль за нормативним методом.

6. Удосконалено методику визначення осідань за межею лінійного деформування ґрунту для палі постійного поперечного перерізу шляхом урахування деформацій її основи в проміжку тисків, які дорівнюють розрахунковому та граничному опорові ґрунту, й параметрів ущільненої зони під вістрям, що дозволило наблизити розрахунковий графік „навантаження – осідання” до графіка її статичних випробувань порівняно з нормативною лінійною методикою.

7. Результати досліджень реалізовано у вигляді “Рекомендацій з визначення несучої здатності призматичних висячих залізобетонних паль за показниками міцності піщаних і глинистих ґрунтів” та при проектуванні 28 будівель і споруд. Загальний економічний ефект при цьому становив 270 тис. грн.

Публікації автора:

1. Яковлєв В.С. До проблеми розрахунку несучої здатності забивних висячих паль за випробуваннями зв’язного ґрунту плоским зрушенням / В.С. Яковлєв // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). – Полтава : ПолтНТУ, 2005. – Вип. 15. – С. 121–126.

2. Яковлєв В.С. Особливості визначення несучої здатності паль на ділянці спорудження кафедрального собору / В.С. Яковлєв // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). – Полтава : ПолтНТУ, 2006. – Вип. 17. – С. 155–160.

3. Яковлєв В.С. Комплексні пенетраційно-зрушувальні випробування зв’язного ґрунту для визначення сил тертя за бічною поверхнею забивних паль / В.С. Яковлєв // Современные проблемы строительства : ежегод. науч.-техн. сб.– Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект, ООО “Лебедь”, 2006. – Вып. 4 (9). – С. 120–124.

4. Яковлєв В.С. Особливості аналітичного визначення осідання окремих паль постійного перерізу / В.С. Яковлєв // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). – Полтава : ПолтНТУ, 2007. – Вип. 19. – С. 159–165.

5. Яковлєв В.С. Прогноз несучої здатності паль тертя аналітичним методом / В.С. Яковлєв // Світ геотехніки. – 2007. – № 4. – С. 24–29.

6. Рекомендації з визначення несучої здатності призматичних висячих залізобетонних паль за показниками міцності піщаних і глинистих ґрунтів (до СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты”) / Ю.Л. Винников, В.С. Яковлєв. – Полтава : ПолтНТУ, 2007. – 12 с.

7. Яковлєв В.С. До питання визначення несучої здатності призматичної палі з урахуванням ущільнення ґрунту і величини зрушувального осідання / В.С. Яковлєв, Ю.Л. Винников, Б.І. Завалій // Міжвідомчий науково-технічний збірник наукових праць (будівництво). – К. : НДІБК, 2005. – Вип. 63. – С. 324–328.

8. Винников Ю.Л. Альтернативний метод визначення несучої здатності паль-тертя за умовами теорії граничної рівноваги / Ю.Л. Винников, А.В. Яковлєв, В.С. Яковлєв // Современные проблемы строительства : ежегод. науч.-техн. сб. – Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект, ООО “Лебедь”, 2004. – Вып. 2 (7). – С. 78–87.

9. Винников Ю.Л. Застосування пенетрації для визначення несучої здатності паль в глинистих ґрунтах / Ю.Л. Винников, А.В. Яковлєв, В.С. Яковлєв // Вісник Одеського національного морського університету. – Одеса : ОНМУ, 2004. – Вип. 13. – С. 167–172.

10. Винников Ю.Л. До проблеми визначення несучої здатності паль із застосуванням пенетрації / Ю.Л. Винников, А.В. Яковлєв, В.С. Яковлєв // Коммунальное хозяйство городов : науч.-техн. сб. – К. : Техніка, 2004. – Вып. 58. – С. 16–22.

11. Винников Ю.Л. Досвід регіонального нормування деформативності та міцності глинистого ґрунту методами пенетрації / Ю.Л. Винников, А.В. Яковлєв, В.С. Яковлєв // Міжвідомчий науково-технічний збірник наукових праць (будівництво). – К. : НДІБК, 2004. – Т. 1, Вип. 61. – С. 217–222.

12. Винников Ю.Л. Особливості визначення несучої здатності забивних паль за показниками міцності ґрунту / Ю.Л. Винников, А.В. Яковлєв, Б.І. Завалій, В.С. Яковлєв // Міжвідомчий науково-технічний збірник наукових праць (будівництво). – К. : НДІБК, 2004. – Т. 1, Вип. 61. – С. 509–514.

13. Винников Ю.Л. Урахування гранулометричного складу пісків при визначенні несучої здатності призматичних паль / Ю.Л. Винников, А.В. Яковлєв, В.С. Яковлєв // Вісник Одеського національного морського університету. – Одеса : ОНМУ, 2007. – Вип. 21. – С. 109–115.

14. Особливості виявлення взаємозв’язку фізико-механічних властивостей штучно ущільненого лесового ґрунту / Ю.Л. Винников, О.В. Андрієвська, В.С. Яковлєв, М.О. Харченко, О.О. Гудімов // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. пр. – Рівне: НУВГП, 2008. – Ч. 1. – Вип. 16. – С. 226–232.

15. Яковлєв В.С. Зіставлення методів визначення несучої здатності призматичних паль / В.С. Яковлєв, М.І. Лапін // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). – Полтава : ПолтНТУ, 2008. – Вип. 22. – С. 184–192.

16. Винников Ю.Л. Особливості визначення показників міцності ґрунтів при використанні альтернативного методу розрахунку несучої здатності паль тертя / Ю.Л. Винников, В.С. Яковлєв, Б.І. Завалій // Міжвідомчий науково-технічний збірник наукових праць (будівництво). – К. : НДІБК, 2008. – Кн. 1, Вип. 71. – С. 135–144.

17. Пат. 54111 Україна, А Е21В49/02, Е02D1/00. Пристрій для відбору зразків ґрунту / Яковлєв А.В., Винников Ю.Л., Сребнюк С.М., Яковлєв В.С.; заявник і патентовласник Полтав. нац. техн. ун-т ім. Ю. Кондратюка. – № 2002054006; заяв. 16.05.02; опубл. 17.02.03, Бюл. №2.

18. Vynnykov Y. Investigation of transfer peculiarities from penetration to probing in laboratory investigation of cohesive soil / Y. Vynnykov, A. Yakovlev, V. Yakovlev // Proc. of the Caspian Intern. Conf. on Geoecology and Geotechnical. – Baku, 2003. – P. 115–120.

19. Винников Ю.Л. Особенности расчета несущей способности свай трения по показателям прочности грунтов / Ю.Л. Винников, В.С. Яковлев // Проблемы механики грунтов и фундаментостроения в сложных грунтовых условиях: тр. междунар. науч.-техн. конф. – Уфа : ГУПИ «БашНИИстрой», 2006. – Т. 1. – С. 50–55.

20. To the Question of Identification of Bearing Capacity of Driven Piles with Constant Section by Analytical Method / Y.L. Vynnykov, A.V. Yakovlev, V.S. Yakovlev, Y.Y. Demyanko // Proc. dedicated to the 50-th anniversary Gabibov F.G. – Baku, 2006. – P. 76–82.

21. Винников Ю.Л. Определение несущей способности свай постоянного сечения по показателям прочности грунтов / Ю.Л. Винников, В.С. Яковлев // Геотехнические проблемы строительства, реконструкции и восстановления надежности зданий и сооружений: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. – Липецк, 2007. – С. 255–259.

22. Яковлев В.С. Использование методики предельных состояний для определения несущей способности призматических свай / В.С. Яковлев // Геотехнические проблемы ХХІ века в строительстве. ІІ Академические чтения им. проф. А.А. Бартоломея: тр. междунар. конф. – Пермь : ПГТУ, 2007. – С. 255–259.