Жданова І. В. Удосконалення визначень показників механічних властивостей неоднорідних грунтових масивів за результатами статичного зондування

Дисертація присвячена визначенню впливу неоднорідності ґрунтів на результати статичного зондування і розробці методів розрахунків показників властивостей ґрунтів по результатах статичного зондування, з урахуванням цього впливу. В складних грунтових умовах визначення впливу неоднорідностей грунту на розраховані по результатах статичного зондування показники його властивостей через трудоємність експериментів і значну кількість типів неоднорідностей важко здійснити, як у однорідних грунтах емпіричними методами. Менш трудоємним є емпіро-аналітичний метод, з теоретичним визначенням закономірностей напруженого стану і деформацій грунтів і їх перевіркою і уточненням по результатах не багатьох експериментальних даних. В дисертації уперше були одержані такі теоретичні закономірності для статичного зондування. Вони включали розподіл в грунтовому масиві компонент напруг, об'ємних дефор-мацій, деформацій формозміни і переміщень часток грунту від зонду. Оскільки ці величини не пов'язані з опором грунту зондуванню,були також визначені витрати енергії на усі деформаційні грунтові процеси, що супроводять зондування, і функціональні залежності цього опору від показників властивостей грунту отримані з умови рівності витрат енергії на зазначені процеси витратам її на вдавлювання зонду. При здійсненні цих досліджень використано грунтову модель багатоелементного тіла Бінгама для визначення областей доцільного застосування рівнянь стану її складових - пружного і пластичного. Теорію пружності використано для дослідження першої стадії одно-осьової деформації (об'ємної і супутньої деформації формозміни) у зоні, з якої зонд грунт ви-тискує грунт, і в ближній до зонду зоні, статику сипучого середовища - для другої пластичної стадії деформації формозміни ущільненого ґрунту у цих зонах, що протікає за рахунок об'ємної деформації більш віддаленого від зонду грунту. Для її дослідження також викорис-тано модель пружного тіла і апарат теорії пружності. Для перевірки і уточнення отриманих теоретичних закономірностей були виконані експерименти по зондуванню в лотку зондом натурального розміру за стандартною методикою однорідних і неоднорідних грунтів кількох типів. Порівняння результатів розрахунків по отриманих теоретичних залежностях з результатами експериментів і розрахунків в типових умовах однорідних грунтів по емпіричним формулам, які звичайно застосовують в цих умовах, показало добру збіжність-розходження були менше 10-15%. В дисертації визначені поширені у складних ґрунтових умовах України типи неоднорідностей ґрунтів, що впливають на результати зондування і роблять їх відмінним від результатів в однорідних грунтах. Для шаруватих грунтових масивів з шарами різної міцності отримані розрахункові формули для визначення впливу на опір зондуванню внутрішнього випору грунту при переході зонду через границю з менш міцного в міцний грунт. По цих формулах можна розрахувати заглиблення, при якому цей випір припиняється і по результатах зондування розраховуються не перекручені показники властивостей грунту. Наведена також методика розрахунків зростання опору грунту при наближенні зонду до границі з більш міцним шаром грунту. Ключові слова: грунт, механічні властивості, неоднорідність, статичне зондування, напруги, деформації.