Укрепление грунтов засыпки георешетками

Увеличение глубин у причальных стенок вызывает возрастание на них активного давления грунта, что приводит к их утяжелению и удорожанию. Существует целый ряд мероприятий, способствующих уменьшению распора грунта, которые изложены, например, в работах [10, 11, 12]. Исследованные сравнения по стоимости строительства и реконструкции, а также по эксплуатационным расходам показали, что наибольший эффект может дать армирование анкерующими и разгружающими устройствами. В данной работе исследуется изменение напряженно-деформируемого состояния причала при армировании грунтовой среды георешетками.

Будем рассматривать шпунтовую стенку, приведенную в разделе 1, но грунтовая засыпка за ней армируется тремя слоями георешоток. Полученная таким образом новая расчетная схема системы приведена на рисунке 2.54. Георешетки показаны желтым цветом.

Рис. 2.54. Новая расчетная схема

Для построения георешеток активизируем на панели инструментов кнопку Geogrid (четвертая слева) и не отпуская левую клавишу мышки, переносим желтую линию на расчетную схему, как показано на рисунке 2.54. Затем нажимаем кнопку Materials на главном меню, и в открывшимся списке выбираем имя Geogrids. В новом окне вводим имя Ge1 и жесткость на растяжение ЕА = 2000000кН/м. Далее в окне Material Sets нажимаем левой клавишей мышки на имени Ge1 и, не отпуская ее, активизируем Георешетки.

Затем вводятся исходные расчетные данные, как и ранее для всех фаз. Для этого все операции повторяются по аналогии с первой задачей. Приведем некоторые схемы и эпюры, полученные на последнем этапе расчета. На рисунке 2.55 показана схема деформирования системы. На рисунке 2.56 приведена эпюра перемещений, полученная при укреплении грунтов георешетками.

Рис. 2.55. Схема деформирования причала

Рис. 2.56. Эпюра перемещений системы при установленных георешетках

Сравним полученные результаты с данными рисунка 2.23. Полное максимальное перемещение шпунтовой стенки составило 16,7 см. При отсутствии георешоток оно было равно 36 см, т. е. уменьшилось более чем в два раза. Следует также отметить, что горизонтальные ее перемещения от верха до дна произошли почти без поворота. Максимальные вертикальные перемещения грунта за анкерной стенкой также уменьшилось почти на 20 см.

Эпюра полных напряжений показана на рисунке 2.57. Они уменьшились в среднем почти в два раза по сравнению с результатами, полученными при отсутствии георешеток.

Рис. 2.57. Эпюра напряжений системы при установленных георешетках

На рисунке 2.58 приведена схема образования пластических зон. Они существенно не изменились. Эпюра изгибающих моментов и полных перемещений шпунтовой стенки изображены на рисунке 2.59. Первая эпюра существенно изменилась по форме, если ее сравнить с эпюрой рисунка 2.28. Ее наибольшее значение, равное 263,5 кНм, расположено на уровне дна, где стенка получила наибольшую кривизну. Наибольший изгибающий момент уменьшился на 100 кНм. Перемещения стенки, как уже отмечалось, уменьшилось более чем в два раза. Максимальные растягивающие усилия в георешотках соответственно равны (сверху вниз): 127 кН, 101 кН и 156 кН. Они получены путем наведения курсора на георешетку эпюры напряжений и щелканья два раза левой клавиши мышки.

Рис. 2.58. Схема пластических зон в системе при

установленных георешетках

Рис. 2.59. Эпюры изгибающих моментов и перемещений стенки

Данный пример наглядно показал, что укрепление грунта георешетками существенно разгружает шпунтовую стенку и уменьшает перемещения и напряжения в грунтовом массиве. Вопросы оптимального количества георешеток, их длины и жесткости на растяжение здесь не исследовались, и эти интересные вопросы могут быть решены пользователями в качестве упражнений.