The influence of the arrangement scheme of vertical soil-cement elements of the soil base reinforcement on their joint work with the strip stamp = Вплив розміщення в плані вертикальних ґрунтоцементних елементів армування основи на їх спільну роботу зі стрічковим штампом

Abstract

The characteristics and parameters for modeling the soil base under the strip stamp with variable parameters of the vertical soil base reinforcement are given. Variants of soil-cement element placement with varying reinforcement ratio are presented. Differences in graphical results are shown on the example of longitudinal and transversal cross. Graphs of dependences of pressures on the soil base according to numerical modeling using HSM model and volumetric soil elements on the reinforcement ratio for different variants for of the arrangement scheme of SCE are shown. The effective zones of soil work of strip foundations (stamps) under the considered soil conditions for each of the options for placement of SCE have been identified.

Наведено характеристики та параметри для моделювання напружено-деформованого стану (НДС) основи, армованої вертикальними ґрунтоцементними елементами (ҐЦЕ), під стрічковим штампом при варіативних параметрах вертикального армування основи. Для моделювання методом скінченних елементів (МСЕ) у просторовій постановці (2D) використано вже добре апробовану модель ґрунту ізотропного ущільнення (Hardening soil model) і спосіб задання ҐЦЕ об’ємними елементами з відповідними характеристиками за моделлю поведінки linear elastic. Створено сітку скінчених елементів, для якої прийнятий рівень щільності fine. Представлено варіанти розміщення ҐЦЕ в плані при варіюванні відсотку армування від 0% до 39,7%. Показано відмінності у графічних результатах на прикладі повздовжніх та поперечних перерізів при відсотку армування 7,1%; 10,8%; 16,4%. Показано графіки залежності тисків на основу при чисельному моделюванні із використанням моделі ізотропного ущільнення ґрунту та об’ємних елементів від відсотку армування при різних варіантах розміщення ҐЦЕ в плані при різних значеннях осідання центру штампу. Виокремлено ефективні зони роботи стрічкових фундаментів (штампів) при розглянутих ґрунтових умовах для кожного із варіантів розміщення ҐЦЕ як у лінійній, так і в нелінійній (пружно-пластичній) стадіях роботи основи. Визначено, що до 7% армування ефективно армування, при якому відстань від центру ҐЦЕ до грані штампу складає 1,5 їх діаметри, в діапазоні 7…40% – варіант армування із співпадінням зовнішніх граней елементу армування та фундаменту (штампу), а при більшому відсотку армування – можливий вихід зони армування за межі розміщення фундаменту (штампу). Винесення елементів армування в плані за бічну грань штампу (третій їх варіант розміщення) не дає суттєвого ефекту, оскільки більшу частину навантаження сприймає саме центральний ряд ГЦЕ.