МОЛОДЁЖНЫЙ ПРОЕКТ ДЛЯ ТЕХ, КТО ДЕЛАЕТ ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ
 |  |
 |
/components/bitrix/system.auth.form/auth_alm/images/login.gif)
Войти /components/bitrix/system.auth.form/auth_alm/images/register.gif)
Регистрация
Войти в корпоративную почту как автор/член редколлегии/рецензент журнала
2016. Том 11. Выпуск 1. Система планета Земля / 'The Earth Planet System / System Planet Erde
ПОЧВЫ И ГРУНТЫ / SOILS AND GROUNDS / BÖDEN
Аксёнов В.И., Иоспа А.В., Кривов Д.Н., Озерицкий К.В., Дорошин В.В.
Сопоставление результатов испытаний мёрзлых грунтов на одноосное сжатие при ступенчатой и постоянной нагрузках
Аксёнов Виктор Иванович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, главный специалист Сектора испытаний мёрзлых грунтов ОАО «Фундаментпроект» 
ORCID 0000-0001-5971-6976
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, viktor-i-aksenov@j-spacetime.com
Иоспа Андрей Викторович, начальник Сектора испытаний мёрзлых грунтов ОАО «Фундаментпроект» ORCID 0000-0002-6644-9121
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, andrey-i-iospa@j-spacetime.com
Кривов Денис Николаевич, кандидат геолого-минералогических наук, руководитель группы Сектора испытаний мёрзлых грунтов ОАО «Фундаментпроект» ORCID 0000-0002-0433-8119
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, denis-n-krivov@j-spacetime.com
Озерицкий Константин Владимирович, инженер Сектора испытаний мёрзлых грунтов ОАО «Фундаментпроект» ORCID 0000-0003-1970-6735
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, konstantin-v-ozeritsky@j-spacetime.com
Дорошин Владимир Викторович, инженер Сектора испытаний мёрзлых грунтов ОАО «Фундаментпроект» ORCID 0000-0001-7468-4597
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, vladimir-v-doroshin@j-spacetime.com
Целью настоящей работы является сопоставление результатов испытаний образцов мёрзлых грунтов на одноосное сжатие. В работе анализируются и сопоставляются результаты одноосных испытаний мёрзлых грунтов различными методами с привлечением формул расчёта длительной прочности и её снижения с возрастанием времени.
Обработка результатов испытаний позволила получить коэффициенты перехода от кратковременной к длительной прочности мёрзлых грунтов (Kt). Для мелких песков величина коэффициента Kt составляет около 0,8; для слабо засолённых супесей коэффициент Kt принимает значение 0,54; для влажных не засолённых суглинков Kt = 0,69; для суглинков средне- и сильнозасолённых — от 0,29 до 0,60; для сильнольдистых глинистых грунтов Kt = 0,39. Для нельдистых плотных средне засолённых глинистых грунтов коэффициент Kt = 0,42.
Ключевые слова: мёрзлые грунты, одноосное сжатие, силы смерзания, коэффициенты перехода, строительство в криолитозоне.
Цитирование по ГОСТ Р 7.0.11—2011:
Аксёнов, В. И., Иоспа, А. В., Кривов, Д. Н., Озерицкий, К. В., Дорошин, В. В. Сопоставление результатов испытаний мёрзлых грунтов на одноосное сжатие при ступенчатой и постоянной нагрузках [Электронный ресурс] / В.И. Аксёнов, А.В. Иоспа, Д.Н. Кривов, К.В. Озерицкий, В.В. Дорошин // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. — 2016. — Т. 11. — Вып. 1: Система планета Земля. — Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast11-1.2016.44.
Aksenov V.I., Iospa A.V., Krivov D.N., Ozeritsky K.V., Doroshin V.V.
Comparison of Results of Frozen Soils Tests in Uniaxial Compression with Step and with Constant Loads
Viktor I. Aksenov, Sc.D. (Engineering), Senior Researcher, Chief Specialist at FOUNDAMENTPROJEKT OJSC (Moscow)ORCID 0000-0001-5971-6976
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, viktor-i-aksenov@j-spacetime.com
Andrey V. Iospa, M.Eng., Head of Frozen Soils Tests Sector at FOUNDAMENTPROJEKT OJSC (Moscow)ORCID 0000-0002-6644-9121
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, andrey-v-iospa@j-spacetime.com
Denis N. Krivov, Sc.D (Geology and Mineralogy), Head of Group at Frozen Soils Tests Sector, FOUNDAMENTPROJEKT OJSC (Moscow)ORCID 0000-0002-0433-8119
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, denis-n-krivov@j-spacetime.com
Konstantin V. Ozeritsky, M.Eng., Engineer at FOUNDAMENTPROJEKT OJSC (Moscow)ORCID 0000-0003-1970-6735
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, konstantin-v-ozeritsky@j-spacetime.com
Vladimir V. Doroshin, M.Eng., Engineer at FOUNDAMENTPROJEKT OJSC (Moscow) ORCID 0000-0001-7468-4597
E-mail: simg@fundamentroekt.ru, vladimir-v-doroshin@j-spacetime.com
One of the methods for determining the strength of frozen soils is the testing of samples on uniaxial compression.
When a series of similar samples of frozen soil is subjected to compression at different, but constant for each sample voltages exceeding the long-term strength, the process inevitably results in the emergence of a progressive course and subsequent brittle or viscous destruction of the sample.
The aim of our work is to compare the results of tests on samples of frozen soils on uniaxial compression. We examine and compare results of uniaxial tests frozen soils of different methods involving calculation formulas of long-term strength and decrease with the increase of time.
We carried out tests in freezing chambers, maintaining temperature with high accuracy of ±0.25°С at a temperature of minus 4°С. We determined physical properties of the soils for the 99 monoliths that are soil samples. In laboratory conditions, we carried out determination of dry density of soil density of soil particles, organic matter content, values of the salinity and chemical composition of water-soluble salts.
Monoliths of frozen soils from Yamal Peninsula were collected in the depth interval of 1.0—30.0 m, which is predominantly shallow and silty sands, light and heavy loam (with a predominance of light loam and sandy loam, which met throughout the section of the survey sites.
By granulometric composition, sands are small and homogeneous; among silty sands the heterogeneous varieties are dominated.
In general, ice-rich varieties are dominated in the sands, and not-icy and slightly icy are dominated in the clay soils.
We investigated characteristic feature of frozen soils in the presence of saline samples varied between weakly and strongly saline. Salinity of the sands does not exceed 0.49%, and it dominated in the values of 0.05—0.15%; sandy clay has maximum salinity of 0.29%, the principal value range 0.20—0.29%; salinity of the light loam reaches values of 1.5%, salinity of the loamy clay reaches values of 1.8%, the prevailing values of salinity of the loams are 0.20—0.70%.
Organic matter in soils is present, usually in the upper layer of soil massif in the form of an admixture of peat in the amount to 31.3%, also in the context of the present interlayers and lenses of peat.
Processing of results enabled to obtain the coefficients of the transition from short-term to long-term strength of frozen soils (Kt). For fine sands, value factor Kt is about 0.8; for weakly saline, loam factor Kt takes the value of 0.54; for non-wet saline, loam Kt = 0.69; for loam medium and strongly saline, this characteristic vary from 0.29 to 0.60; for selenologist clay soils, Kt = 0.39. For non-icy dense medium saline clay soils, factor Kt = 0.42.
We obtained all the results for the most common frozen soils from Yamal Peninsula at minus 4 oC. Further research in this direction will allow calculating the transfer factors for other temperatures.
Our experiments have shown it is necessary to take into account the forces of the soil freezing with the lateral surface of the pile, set in the frozen thicker, since the strength of freezing on the side of the pile up to 80% of the bearing capacity of the pile. Replacement of the bearing capacity of piles (consisting of ground resistance under the end of the piles and freezing on its side surface) on the parameters of test samples for uniaxial compression is also invalid, because the schema of the soil under the action of a normal load (uniaxial compression) and shear (freezing) different.
Keywords: frozen soils, uniaxial compression, the forces of freezing, the coefficients of the transition, construction in the permafrost zone.
Cite MLA 7:
Aksenov, V. I., A. V. Iospa, D. N. Krivov, K. V. Ozeritsky, and V. V. Doroshin. "Comparison of Results of Frozen Soils Tests in Uniaxial Compression with Step and with Constant Loads." Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time:] 11.1(‘The Earth Planet System’) (2016). Web. <2227-9490e-aprovr_e-ast11-1.2016.44>. (In Russian).
Список литературы / References
Литература ГОСТ 12248-2010. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. М.: Стандартинформ, 2011. 78 с. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. М.: Стандартинформ, 2013. 36 с. СП 25.13330.2012. Свод правил. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: Минрегион России, 2012. 118 с. Аксёнов В.И., Геворкян С.Г., Иоспа А.В., Кривов Д.Н., Шмелёв И.В., Спиридонов С.И. Особенности работы винтовых свай в мёрзлых грунтах // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2014. № 4. С. 25—30. Вялов С.С. Реологические свойства и несущая способность мёрзлых грунтов. М.: Изд-во АН СССР, 1959. 191 c. Вялов С.С., Городецкий С.Э, Ермаков В.Ф. и др. Методика определения характеристик ползучести, длительной прочности и сжимаемости мёрзлых грунтов. М.: Наука, 1966. 131 c. Вялов С.С., Гмошинский В.Г., Городецкий С.Э. и др. Прочность и ползучесть мёрзлых грунтов и расчёты ледогрунтовых ограждений. М: Изд-во АН СССР, 1962. 254 c. Вялов С.С., 3арецкий Ю.К., Городецкий С.Э. Расчёты на прочность и ползучесть при искусственном замораживании грунтов. Л.: Стройиздат,1981. 200 с. Герасимов А.С. Некоторые особенности определения длительной прочности мёрзлых грунтов по данным кратковременных испытаний // Основания и фундаменты жилых и общественных зданий на вечномёрзлых грунтах. Сборник научных трудов. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1978. C. 22—27. Методы определения механических свойств мёрзлых грунтов. М.: Изд-во МГУ, 1995. 170 c. Aksenov V.I., Afonin A.P. "Determination of the Saline Creep Parameters in Yamal Peninsula." Proceeding of the Sixth International Offshore and Engineering Conference (Los Angeles, California, USA, May 26—31, 1996). Golden, Colorado: ISOPE Publisher, 1996, volume 1, pp. 444—449. ASTM D5520-94. Standart Test Method for Laboratory Determination of Creep Properties of Frozen Soil Samples by Uniaxial Compression. Philadelphia: ASTM International Publisher, 2006. 9 p. Cavanagh P., Spencer K., Tchekhovski A., Aksenov V. "Influence of Physical Properties on Frozen Soil Creep Parameters and Foundation Design." Proceedings of the Tenth International Conference on Permafrost (Salekhard, Yamal-Nenets Autonomous, Russia, June 25—29, 2012). Volume 1: International Contributions. Salekhard: Northern Publisher, 2012, pp. 67—72. Nixon J.F., McRoberts E.C. "A Design Approach for Pile Foundations in Permafrost." Canadian Geotechnical Journal 13.1 (1976): 40—57. Odqvist F.K.G. Mathematical Theory of Creep and Creep Rupture. Oxford Mathematical Monographs. Oxford: Clarendon Press. 1966. 210 p.
References
Aksenov V.I., Afonin A.P. "Determination of the Saline Creep Parameters in Yamal Peninsula." Proceeding of the Sixth International Offshore and Engineering Conference (Los Angeles, California, USA, May 26—31, 1996). Golden, Colorado: ISOPE Publisher, 1996, volume 1, pp. 444—449.
Aksenov V.I., Gevorkyan S.G., Iospa A.V., Krivov D.N., Shmelev I.V., Spiridonov S.I. "Features of Work of Screw Piles into Frozen Soils." Soil Mechanics and Foundation Engineering 4 (2014): 25 — 30. (In Russian).
ASTM D5520-94. Standart Test Method for Laboratory Determination of Creep Properties of Frozen Soil Samples by Uniaxial Compression. Philadelphia: ASTM International Publisher, 2006, 9 p.
Cavanagh P., Spencer K., Tchekhovski A., et al. "Influence of Physical Properties on Frozen Soil Creep Parameters and Foundation Design." Proceedings of the Tenth International Conference on Permafrost (Salekhard, Yamal-Nenets Autonomous, Russia, June 25-29, 2012). Volume 1: International Contributions. Salekhard: Northern Publisher, 2012, pp. 67—72.
Gerasimov A.S. "Some Features of Definition of Long-Term Strength of Frozen Soils According to Short-Term Tests." Bases and Foundations of Residential and Public Buildings on Permafrost. Collection of scientific works. Leningrad: LenZNIIEP Publisher, 1978, pp.22 — 27. (In Russian).
Methods of Determination of Mechanical Properties of Frozen Soils” Moscow: Moscow University Publishing House, 1995. 170 p. (In Russian).
Nixon J.F., McRoberts E.C. "A Design Approach for Pile Foundations in Permafrost." Canadian Geotechnical Journal 13.1 (1976): 40—57.
Odqvist F.K.G. Mathematical Theory of Creep and Creep Rupture. Oxford Mathematical Monographs. Oxford: Clarendon Press. 1966. 210 p.
Set of Rules SP 25.13330.2012. Bases and Foundations on Permafrost. Moscow: Ministry Of Regional Development Publisher, 2012. 118 p. (In Russian).
State Standard GOST 12248-2010. Interstate Standard. The Soils. Laboratory Methods for Determining the Strength and Deformability. Moscow: Standartinform Publisher, 2011, 78 p. (In Russian).
State Standard GOST 25100-2011. The Soils. Classification. Moscow: Standartinform Publisher, 2013. 36 p. (In Russian).
Vyalov S.S. Rheological Properties and Load-Carrying Capacity of Frozen Soils. Moscow: USSR Academy of Sciences Publisher, 1959, 191 p. (In Russian).
Vyalov S.S., Gmoshinskiy V.G., Gorodetskiy S.E. Strength and Creep of Frozen Ground and the Calculations of the Ladgroove Fences. Moscow: USSR Academy of Sciences Publisher, 1962, 254 p. (In Russian).
Vyalov S.S., Gorodetsky S.E, Ermakov V.F. Methods of Determining Characteristics of Creep, Long-Term Strength and Compressibility of Frozen Soils. Moscow: Nauka Publisher, 1966, 131 p. (In Russian).
Vyalov S.S., Zaretsky Yu.K., Gorodetsky S.E. Calculations on Strength and Creep under Artificial Freezing of Soils. Leningrad: Stroyizdat Publisher, 1981, 200 p. (In Russian).
Читать статью / Read more
