Теоретичний розрахунок армованих основ з урахуванням анізотропії ґрунтів

Abstract

Введення в ґрунт горизонтальних арматурних елементів, що мають деформаційні показники в повздовжньому напрямку набагато вищі, перетворює його на анізотропне середовище. Тобто, середовище, в якому характеристики міцності у вертикальному і горизонтальному напрямку суттєво відрізняються. В даній статті розглянуто випадок коли арматурні елементи вкладаються горизонтально, і їх товщина набагато менша товщини шарів ґрунту, тому нею можна знехтувати і приймати характеристики міцності і деформацій армоґрунту в горизонтальному напрямку як для неармованого. У вертикальному напрямку наявність арматури в масиві ґрунту суттєво змінює його характеристики. Це підтверджено отриманими результатами модельних випробувань. Розрахунок армованих основ зводиться головним чином до визначення впливу параметрів армування на розподіл напружень і відповідно деформацій в шарах армоґрунту.

The introduction of horizontal reinforcing elements into the soil, which have much higher deformation rates in the longitudinal direction, turns it into an anisotropic medium. That is, an environment in which the strength characteristics in the vertical and horizontal directions are significantly different. This article considers the case when the reinforcing elements are laid horizontally, and their thickness is much smaller than the thickness of the soil layers, so it can be neglected and the characteristics of the strength and deformations of the reinforced soil in the horizontal direction can be taken as for unreinforced. In the vertical direction, the presence of reinforcement in the soil mass significantly changes its characteristics. This is confirmed by the obtained results of model tests. The calculation of reinforced foundations is reduced mainly to the determination of the influence of reinforcement parameters on the distribution of stresses and, accordingly, deformations in the layers of reinforced soil. The solution is based on the basic formulas of the stress state of an anisotropic half-plane loaded with a linear load. The base is represented by a linearly deformable porous medium, the state of which is characterized by the deformation moduli Еx, Ez, the Poisson coefficients νx, νz and the shear modulus Gz. We introduce the assumption that along the entire length of the horizontal reinforcing element, the tangential stresses in the soil retain their maximum values  max . Such stresses should be taken into account within the scope of influence of the reinforcing element [2-3], which is included in the margin of strength. Obtained expressions of the maximum tangential and principal stresses of the reinforced soil, taking into account the anisotropic medium. The dependence of the selection of the cross-section of reinforcing elements of soil foundations on the calculated resistance of the materials used for them is determined. Calculated dependences of the modulus of deformation of reinforced bases in the vertical direction Ez, due to the length of the reinforcement and the reinforcement step, were obtained. The shear modulus Gz of anisotropic reinforced soils is determined, taking into account the parameters of the reinforcement, as well as the anisotropic properties of the soil.