Вероятностная природа надежности армированного грунтового основания здания

Обоснуем вероятностную природу надежности армированного грунтового основания здания. Армированный грунт, в котором однородная грунтовая засыпка скреплена элементами армирования, по своим феноменологическими свойствами является неоднородно анизотропным композитным материалом. Сходное строение имеют композитные материалы, применяемые в машиностроении и других отраслях, но в них связь между составными элементами более прочная, чем в армированном грунте. Из-за неоднородности, анизотропии и неопределенности связей между составными элементами феноменологическая прочность армированного грунта той же степени, как и обычный грунт, является нестабильной, на ее изменения влияют указанные, а также другие случайные факторы. Поэтому при одних и тех же элементах армирования феноменологическая прочность и деформативность армированного грунта может значительно изменяться не только в зависимости от их количества и взаимного расположения в сечении, по котором происходит разрушение, но и от степени связности их с засыпкой. В меньшей степени она зависит от влажности засыпки.

Причины, определяющие указанные изменения прочности и деформативности, носят случайный характер и подчиняются законам рассеяния случайных элементов, поэтому больше соответствуют действительности вероятностные, а не детерминистические расчеты этих показателей. Это положение еще в большей степени касается континуальной прочности общей системы здание – армированный грунт – собственно грунтовое основание, где на величину рассеяния особенно заметно влияют составляющие элементы армированного грунта, имеющие сравнительно небольшие размеры, со значительной пространственной неоднородностью, хотя две другие составляющие этой системы также имеют значительные неоднородности.

Свойства систем, состоящих из элементов со случайными свойствами, естественно также являются случайными. Известные методики расчета зданий оперируют такими величинами, как усредненные механические свойства: предел прочности на сжатие, растяжение, изгиб и т.п. и соответствующие коэффициенты запаса, подбираются исходя из степени неопределенности свойств и ответственности здания. Поэтому проблемы расчетов полного отказа (разрушения) здания связанные с необходимостью учета зависимости его от частичного отказа второго элемента системы здание – армированный грунт – грунтовое основание, а та в свою очередь зависит от частичного отказа третьего. Самая большая трудность заключается в сложности и неоднозначности этих влияний, расчеты которых должны учитывать взаимодействие большого количества различных факторов, природных и техногенных. Надежность армированной основы, так же, как и надежность здания, зависит от большого количества факторов, каждый из которых изменяется случайно, может быть определена лишь с той или иной степенью вероятности. При ее оценке нужно учитывать, что в сложных грунтовых условиях, где повреждения зданий главным образом определяют грунтовые деформационные процессы, влияние неопределенностей идет преимущественно снизу вверх. То есть на более высоких уровнях иерархии надежности системы неопределенности и неуверенности обусловлены преимущественно неопределенностями составляющих элементов низших уровней. Поэтому надежность здания отличается большей неопределенностью, поскольку зависит от большего количества неопределенных факторов, чем более низкие уровни.

Итак, неопределенность свойств армированной основы создают изменения параметров взаимодействия между элементами армирования и грунтом засыпки, прочности элементов армирования и другие подобные факторы.

Запись опубликована в рубрике Сборник материалов. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий