МОДЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПОДПОРНЫХ СТЕН ИЗ МЕЛКОШТУЧНЫХ БЛОКОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ НА ДИНАМИЧЕСКОМ СТЕНДЕ

АННОТАЦИЯ

Цель данной статьи – продемонстрировать результаты проведённых испытаний различных конфигураций подпорной стены из мелкоштучных блоков, используя уменьшенные бетонные модели блоков, которые применяются при реальном строительстве подпорных стен данного типа.

Далее, по полученным из испытаний данным сделать выводы и дать рекомендации по использованию тех или иных конфигураций подпорной стены в строительстве.

Все опыты проводились на базе лаборатории по геотехнике Международной образовательной корпорации КазГАСА.

ABSTRACT

The purpose of this article is to demonstrate the results of tests of various configurations of retaining walls made of small–piece blocks using reduced concrete block models that are used in the actual construction of retaining walls of this type.

Further, according to the data obtained from the tests, draw conclusions and give recommendations on the use of certain configurations of the retaining wall in construction.

All experiments were conducted on the basis of the geotechnical laboratory of the International Educational Corporation KazLAASE.

Ключевые слова: опыт, модель, подпорная стена, блок, георешётка, стенд, сейсмика, интенсивность, разрушения.

Keywords: experience, model, retaining wall, block, geogrid, stand, seismic, intensity, destruction.

Подпорная стена - это строительная конструкция, которая представляет собой искусственное ограждение в виде стены, удерживающее от сползания, либо обрушения находящуюся за ней массу грунта. Предназначается для формирования уклонов, крутизна которых превышает предельное значение угла естественного откоса, которое определяется физико-механическими характеристиками того или иного грунта. [2]

Для выявления особенностей работы конструкции подпорной стены из мелкоштучных блоков был проведён ряд опытов на базе лаборатории по геотехнике при МОК КазГАСА.

Опыты проводились на специальном стенде с возможностью имитации сейсмических воздействий на конструкцию стены. (Рис. 1)

Эксперименты проводились с использованием уменьшенных моделей блоков, которые используются в реальном строительстве (Рис.2). Было собрано и испытано 5 различных конфигураций подпорных стен.

Рисунок 1. Лабораторный стенд с возможностью имитации сейсмической нагрузки на конструкцию подпорной стены

Для проведения опытов использовалось следующее:

- стенд с возможностью имитации сейсмики;

- песок с веретенным маслом (имитация суглинка);

- уменьшенные бетонные модели реальных блоков;

- сетка из стекловолокна с размерами ячейка 2,5х2,5мм (имитация георешётки);

- размерная сетка и гипсовые маркера для фиксации перемещений грунта.

Рисунок 2. Реальный блок компании «Verti- Block» [1] и модель стены из таких же уменьшенных блоков

Модель №1

Первая модель подпорной стены (Рис. 3) была построена и испытана для контрольных сравнений с последующими конфигурациями стены в других моделях. Главным отличием данной модели от всех последующих является то, что полностью отсутствовало армирование грунта георешётками. В результате, при испытании данной конфигурации стены на динамические сейсмические воздействия, стена была полностью разрушена при имитации непродолжительного землетрясения небольшой интенсивности (Рис. 4). Результат данного опыты наглядно демонстрирует необходимость армирования грунта георештками при возведении подпорных стен данного типа и полную нежизнеспособность конструкции при отсутствии армирования грунта, что может привести к трагическим последствиям.

Рисунок 3. Конструктивная схема модели №1

Рисунок 4. Результат испытания модели №1 на сейсмические воздействия

Модель №2

Вторая модель подпорной стены (Рис. 5) отличается от первой модели наличием армирования грунта при помощи геосинтетических решёток. В результате внесения армирующих грунт элементов, сейсмостойкость конструкции многократно увеличилась. После продолжительных сейсмических нагрузок высокой интенсивности был разрушен только самый верхний ряд подпорной стены, что является гораздо более лучшим результатом (Рис. 6).

Рисунок 5. Конструктивная схема модели №2

Рисунок 6. Результат испытания модели №2 на сейсмические воздействия

Модель №3

В третьей модели подпорной стены (Рис. 7) используется георешётка с загибом 1. В результате непродолжительных сейсмических воздействий малой интенсивности были разрушены три верхних ряда подпорной стены (Рис. 8). Разрушение верхних рядов произошло по причине отсутствия анкеровки георешётки в блоки стены и тем самым их отключения от работы конструкции.

Рисунок 7. Конструктивная схема модели №3

Рисунок 8. Результат испытания модели №3 на сейсмические воздействия

Модель №4

В четвёртой модели подпорной стены (Рис. 9) были исправлены недостатки предыдущей модели и дабы избежать разрушения верхних рядов, георешётка была заанкерована в блоки стены. В результате продолжительных сейсмических воздействий высокой интенсивности на подпорную стену разрушений стены не возникло (Рис. 10).

Рисунок 9. Конструктивная схема модели №4

Рисунок 10. Результат испытания модели №4 на сейсмические воздействия

Модель №5

В пятой модели подпорной стены (Рис. 11) был применён другой загиб 2, который отличается от загиба 1 наличием замыкающей арматуры из композитных материалов. В результате продолжительных сейсмических воздействий высокой интенсивности на подпорную стену разрушений стены не возникло (Рис. 12).

Рисунок 11. Конструктивная схема модели №5

Рисунок 12. Результат испытания модели №5 на сейсмические воздействия.

По полученным в результате проведения испытаний различных конфигураций подпорной стены данным, выделились две модели, а именно модели №4 и модель №5. Данные две модели продемонстрировали максимальную сейсмостойкость и не допустили разрушения конструкции даже при продолжительных и интенсивных сейсмических нагрузках. Эти две конфигурации подпорной стены рекомендуются к возведению на реальных объектах.

Список литературы:

1. Verti-Block Design Manual: Reinforced Wall Section 3;
2. Подпорная стена — Википедия (wikipedia.org);