А л невзоров фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах

Обновлено: 18.05.2024

КОНСТРУКЦИЯ ОБСЫПКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФУНДАМЕНТОВ ОТ ВЫПУЧИВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МОРОЗОБОЙНЫМИ ТРЕЩИНАМИ Российский патент 2009 года по МПК E02D27/35

Изобретения относятся к строительству, в частности к строительству в суровых природно-климатических условиях на пучинистых грунтах.

Известны многочисленные способы уменьшения касательных сил морозного пучения путем обмазки боковой поверхности фундамента битумной мастикой, дегтем, полимерными смолами и другими пластичными несмерзающимися веществами; полимерными пленками, рубероидом и другими рулонными материалами; устройством жестких подвижных оболочек вокруг фундамента, утеплением отмостки с увеличением ее ширины, описанных в работах [1, 2].

Основным недостатком указанных способов является недолговечность конструкций и возможность повреждения фундаментов от морозобойных трещин.

Наиболее близким по конструктивному решению по защите фундаментов от касательных сил морозного пучения и морозобойных трещин является использование для обсыпки пазух фундаментов непучинистого материала, например, песка [3]. Устройство обсыпок с пологими откосами со стороны пучинистого грунта исключает вредное воздействие касательных сил непосредственно на фундаменты. Морозобойные трещины при таких обсыпках для фундаментов не представляет опасности, так как затухают на откосах смерзающихся грунтов, ввиду того, что песчано-гравелистый грунт при промерзании отжимает влагу, а пучинистый подсасывает ее [3].

Основным недостатком принятого аналога [3] являются большие уклоны откосов обсыпок в пределах от 1:1,5 до 1:3 и вызванные этим большие расходы непучинистых материалов с учетом их транспортировки и укладки с послойным уплотнением.

Технический результат изобретения состоит в уменьшении размеров обсыпки пазух фундаментов непучинистым материалом и снижении стоимости и трудоемкости устройства противопучинной обсыпки.

Указанный технический результат достигается за счет использования результатов рассмотрения напряженно-деформированного состояния (НДС) твердомерзлого грунта и материалов обсыпки и их взаимодействия в процессе промерзания грунтов. На чертеже 1а) - в) показаны конструкция обсыпки и расчетная схема взаимодействия пучинистого грунта с материалом обсыпки и боковой поверхностью фундамента. При послойном образовании твердомерзлого слоя грунта (ТСГ) в процессе промерзания боковая поверхность слоя песка смерзается с одной стороны с боковой поверхностью фундамента 1, а с другой стороны пучинистым грунтом 5. В процессе морозного пучения пластичномерзлого слоя грунта 7 происходит выпучивание слоя ТСГ 5 и сдвиг слоя песка силой f_fz (см. чертеж в)) и сжатие силой F_fh, максимально возможные значения которых определяются по формулам:

где R_sh - расчетное сопротивление грунта сдвигу по грунту, принимаемое согласно [4] с учетом длительности действия давления пучения, кН/м 2 ;

P_f - давление морозного пучения, зависит от степени пучинистости грунта, определяемое в лабораторных условиях [5], кН/м 2 ;

Δh_t - условная толщина ТСГ, принимаемая равной 0,125 м [4];

b - ширина полосы вдоль ленточного фундамента, принимаемая равной 1 м.

Горизонтальная проекция наклонной плоскости сдвига определяется по известной формуле [6]:

где с - горизонтальная проекция плоскости сдвига, м;

М_max - максимальный изгибающий момент, воспринимаемый мерзлым песком толщиной Δ_ht=0,125 м; определяемый согласно [6]:

где R_p - расчетное сопротивление ТСГ из песка на растяжение, определяемое согласно [4] с учетом длительности действия давления пучения, кН/м 2 ;

W_f - момент сопротивления ТСГ из песка с учетом неупругих деформаций, м 3 , определяемый согласно [6];

Y_с - коэффициент условий работы, учитывающий сжатие консоли из ТСГ силой F_fh, принимаемый в среднем по глубине промерзания равным 1,2;

Q - поперечная сила, действующая на консоль, равная F_fz, кН. Тогда угол наклона плоскости сдвига к боковой поверхности фундамента определится из формулы:

Подставляя в выражение (5) значение с из уравнения (3), а значение М_max из уравнения (4) и Q=F_fz из уравнения (1) и производя преобразования окончательно получим:

Таким образом, угол наклона плоскости сдвига ТСГ из песка к боковой поверхности фундамента будет постоянным по высоте обсыпки и будет изменяться в зависимости от вида пучинистого грунта (пылеватый песок, супесь, суглинок или глина) и его прочностных характеристик R_p; R_sh и этот угол будет соответствовать требуемому углу засыпки пазухи непучинистым песком. Однако реализовать подобный уклон отсыпки песком в натурных условиях представляется достаточно сложным. Поэтому предлагается обратную засыпку пазухи песком выполнить ступенчато, высотой ступени h_c не более 0,4 м, а ширину b_c принять на пересечение прямой плоскости сдвига и горизонтальной поверхности уступа ( см. чертеж а)) по формуле b_c=h_c·tgα.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже

- а) показан схематический разрез фундамента 1 и обсыпки пазухи непучинистым песком 4, 2 - стена, 3 - отмостка, 5 - пучинистый грунт, 6 - плоскость сдвига ТСГ из песка, 7 - граница откоса;

- б) показана схема взаимодействия ТСГ из пучинистого грунта 7 с ТСГ из песка подсыпки 4, 8 - граница ТСГ;

- в) показана расчетная схема консоли из ТСГ песка и угол сдвига от поперечной силы F_fz и сжимающей силы F_fh.

Предлагаемая конструкция отсыпки из непучинистого грунта работает следующим образом.

По мере промерзания грунта образуется слой ТСГ из пучинистого грунта 5 и песка 4, а под твердомерзлым слоем из пучинистого грунта действуют напряжения морозного пучения 7, стремящиеся сдвинуть ТСГ из песка по плоскости их стыка силой F_fz, кроме этого перпендикулярно этому стыку действует сжимающая сила F_fh. Таким образом, на консоль из ТСГ (см. чертеж в)) действуют поперечная сила Q=F_fz и сжимающая сила F_fh в результате чего в консоли появляется трещина в плоскости сдвига с горизонтальной проекцией с и углом наклона к боковой поверхности фундамента α и она поворачивается вокруг верхней сжатой зоны. По мере охлаждения грунта образуется следующий слой из ТСГ и аналогичное разрушение консоли из песка. Длина разрушенной консоли из песка со стороны боковой поверхности фундамента 1 постепенно увеличивается и достигает своей максимальной длины на уровне подошвы фундамента, которая равна:

где h_ф - высота фундамента, м.

Максимальная ширина отсыпки пазухи фундамента на уровне подошвы соответствует длине консоли 1.

Пример конкретного исполнения

В качестве примера взят малозаглубленный фундамент под одноэтажное здание высотой h_ф=0,6 м, опирающийся на мягкопластичный суглинок. В качестве противопучинистой обсыпки используется мелкозернистый песок. Минимальная температура ТСГ толщиной 0.125 м суглинка - 1°С [4], его R_sh=180 кН/м 2 ; расчетное сопротивление песка на растяжение при t=-1°C R_p=340 кН/м 2 . Тогда по формуле (6) tgα=0,34·340/180=0,648; α=33°, а максимальная ширина подсыпки на уровне подошвы фундамента определяем по формуле (7) 1=h_f·tgα=0,6·0,648≈0,40 м. Ширину подсыпки пазухи из мелкозернистого песка на уровне подошвы фундамента принимаем равным 0,4 м. Высоту уступа принимаем равным h_c=0,3 м, тогда ширина уступа составит: b_c=0,3·0,648≈0,2 м. Аналогично определяем угол наклона плоскости сдвига и формулу подсыпки для других пучинистых грунтов с учетом температуры и прочности ТСГ.

Предложенная форма противопучинной обсыпки пазух фундаментов из непучинистого грунта, например мелкозернистого песка, позволяет в несколько раз снизить объем противопучинной подсыпки, соответственно снизить стоимость и трудоемкость строительства.

1. А.Л.Невзоров. Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах. М.: изд-во Ассоциации строительных вузов. 2000,- 152 с.

2. М.Ф.Киселев. Мероприятия против деформации зданий и сооружений от действия сил морозного выпучивания фундаментов. М.: Стройиздат, 1971, - 103 с.

3. С.И.Гапеев. Обсыпки для предохранения фундаментов от выпучивания и разрушения морозобойными трещинами. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1967, №6, с.26-27.

4. Р.Ш.Абжалимов, И.Н.Любчич. К определению прочностных и деформационных характеристик сезоннопромерзающих грунтов. // «Промышленное и гражданское строительство», 2005, №9, с.9-11.

5. Р.Ш.Абжалимов. Лабораторные исследования морозного пучения. // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1982, №5, с.20-22.

6. Р.Ш.Абжалимов. К расчетной схеме взаимодействия пучинистого грунта с боковой поверхностью мелкозаглубленного ленточного фундамента. // Промышленное и гражданское строительство. 2003, №3, 43-45.

Реферат патента 2009 года КОНСТРУКЦИЯ ОБСЫПКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФУНДАМЕНТОВ ОТ ВЫПУЧИВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МОРОЗОБОЙНЫМИ ТРЕЩИНАМИ

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительству в суровых природно-климатических условиях на пучинистых грунтах. Конструкция обсыпки для предохранения фундаментов, заглубленных в сезонно промерзающий пучинистый грунт, от выпучивания и разрушения морозобойными трещинами включает траншею с пологими откосами, засыпанную непучинистым грунтом. Обсыпку из непучинистого грунта выполняют с уширением в сторону его подошвы и углом наклона плоскости сдвига твердомерзлого слоя грунта к боковой поверхности фундамента, определяемым по приведенным зависимостям, при этом обсыпку выполняют ступенчато с высотой ступени не более h_с=0,4 м и шириной ступени, равной расстоянию b_c=tgα·h_с, для обеспечения удобства технологии обсыпки с уплотнением непучинистого грунта. Технический результат изобретения состоит в уменьшении материалоемкости и трудоемкости устройства обсыпок боковой поверхности фундаментов для защиты последних от выпучивания и разрушения морозобойными трещинами. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 344 233 C2

Конструкция обсыпки для предохранения фундаментов, заглубленных в сезонно промерзающий пучинистый грунт, от выпучивания и разрушения морозобойными трещинами, включающая траншею с пологими откосами, засыпанную непучинистым грунтом, отличающаяся тем, что обсыпку из непучинистого грунта выполняют с уширением в сторону его подошвы и углом наклона плоскости сдвига твердомерзлого слоя грунта к боковой поверхности фундамента, определяемым по формуле:

где R_p - расчетное сопротивление твердомерзлого слоя грунта (ТСГ) из непучинистого грунта на растяжение с учетом длительности действия давления пучения, кН/м 2 ;

R_sh - расчетное сопротивление пучинистого грунта на сдвиг по грунту с учетом длительности действия давления пучения, кН/м 2 ;

при этом обсыпку выполняют ступенчато с высотой ступени не более h_c=0,4 м и шириной ступени, равной расстоянию b_c=tgα·h_с, для обеспечения удобства технологии обсыпки с уплотнением непучинистого грунта.

Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах : [Учебное пособие для вузов по строительным специальностям] / Невзоров А.Л

Это издание охраняется авторским правом. Доступ к нему может быть предоставлен в помещении библиотек — участников НЭБ, имеющих электронный читальный зал НЭБ (ЭЧЗ).

В связи с тем что сейчас посещение читальных залов библиотек ограничено, документ доступен онлайн. Для чтения необходима авторизация через «Госуслуги».

Для получения доступа нажмите кнопку «Читать (ЕСИА)».

Если вы являетесь правообладателем этого документа, сообщите нам об этом. Заполните форму.

Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах : Учеб.пособие для студентов вузов по строит.спец. / А.Л.Невзоров

Для получения доступа нажмите кнопку «Читать (ЕСИА)».

Если вы являетесь правообладателем этого документа, сообщите нам об этом. Заполните форму.

Невзоров фундаменты сезоннопромерзающих грунтов

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве фундаментов малоэтажных зданий на сезоннопромерзающих грунтах. Фундамент включает ленточный ростверк с отверстиями, пропущенные через отверстия винтовые сваи и стаканы, вмещающие головы свай. Стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, закрепленными на стенках отверстий. Штанги свай снабжены упорными гайками, размещенными внутри стаканов. Технический результат состоит в обеспечении допустимых перемещений фундамента при промерзании пучинистого грунта под его подошвой и оптимального распределения нагрузки между ростверком и сваями, снижении материалоемкости. 1 ил.

Формула изобретения

Фундамент, включающий ленточный ростверк с отверстиями, пропущенные через отверстия винтовые сваи и стаканы, вмещающие головы свай, отличающийся тем, что стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, закрепленными на стенках отверстий, а штанги свай снабжены упорными гайками, размещенными внутри стаканов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве фундаментов малоэтажных зданий на сезоннопромерзающих грунтах.

Данной конструкции свойственны высокая трудоемкость производства работ по замоноличиванию отверстий в плите-ростверке во время возведения здания, а необходимость обеспечения достаточной прочности стыка плиты со свай ведет к повышению материалоемкости плиты.

Недостатком данного решения является отсутствие возможности регулировки осадки плиты в процессе загружения фундамента, а также сложность определения нужной высоты вкладыша при проектировании здания.

Задача изобретения состоит в снижении стоимости и материалоемкости фундамента за счет оптимального распределения нагрузки между ростверком и сваями, а также в обеспечении допустимых перемещений фундамента при промерзании пучинистого грунта под его подошвой.

Это достигается тем, что в фундаменте, включающем ленточный ростверк с отверстиями, винтовые сваи, пропущенные через отверстия, и стаканы, вмещающие головы свай, стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, закрепленными на стенках отверстий, а штанги свай снабжены упорными гайками, размещенными внутри стаканов.

Конструкция фундамента иллюстрируется чертежом, представленным на фиг.1.

Фундамент содержит ленточный ростверк 1, например, в виде системы перекрестных лент, и винтовые сваи, включающие штанги 2 и лопасти 3. Сваи располагаются, как правило, в местах пересечения лент ростверков. Штанги 2 пропущены через отверстия в ростверках. На стенках отверстий закреплены гильзы 4. Сверху на гильзах размещены стаканы 5. Для обеспечения возможности регулирования перемещения ростверка относительно свай стаканы имеют резьбовое соединение с гильзами, а внутри стаканов размещены упорные гайки 6, закрепленные на штангах 2.

Работает устройство следующим образом.

После погружения винтовых свай устанавливается опалубка, монтируются арматурные каркасы с гильзами 4, надетыми на штанги свай 2, и бетонируется ростверк 1. После набора бетоном заданной прочности приступают к строительству здания. Вся нагрузка от наземных конструкций передается на ростверк, временно выполняющий роль фундамента мелкого заложения. Грунт в основании ростверка деформируется, вызывая его осадку. По мере достижения заданной величины осадки на штанги последовательно накручиваются упорные гайки 6, а на гильзах 4 закрепляются стаканы 5. Гайки устанавливаются с таким расчетом, чтобы между ними и торцами гильз оставался зазор, равный предельной величине подъема фундамента при морозном пучении, а стаканы закрепляются вплотную к упорным гайкам. Перемещение ростверка относительно свай прекращается и возрастающая нагрузка от наземных конструкций начинает передаваться на сваи.

Последовательная установка упорных гаек и стаканов позволяет осуществить выравнивание осадки фундамента и распределить нагрузку между сваями и опирающимся на грунт ростверком в заданном соотношении. Более того, при строительстве или эксплуатации здания с целью снижения нагрузки на винтовые сваи можно осуществить повторное равномерное перемещение ростверка относительно свай на заданную величину путем поворота стаканов на нужное число оборотов.

Если в ходе эксплуатации здания будет наблюдаться промерзание пучинистого грунта под ростверком, его подъем будет происходить до момента касания верхних торцов гильз и упорных гаек, то есть до достижения предельно допустимого подъема фундамента. При дальнейшем промерзании грунта винтовая свая начинает играть роль анкера.

Обеспечение возможности ограниченного подъема ростверка позволяет существенно снизить давление, создаваемое пучинистым грунтом на ростверк, а значит уменьшить его размеры и армирование, а также сократить длину винтовой сваи или диаметр ее лопасти.

Благодаря возможности регулировки осадки фундамента в процессе его загружения обеспечивается возможность оптимального распределения нагрузки, передаваемой на грунт через подошву ростверка и воспринимаемой сваями. Винтовые сваи при промерзании пучинистого грунта под подошвой ростверка играют роль анкеров, при этом возможность ограниченного подъема ростверка приводит к существенному снижению сил, обусловленных пучением. Тем самым снижается стоимость и материалоемкость фундамента.

Преподавательский состав

Невзоров Александр Леонидович

Ученая степень д.т.н.

профессор кафедры инженерной геологии, оснований и фундаментов,
Высшая инженерная школа

Направления подготовки и (или) специальности по диплому

промышленное и гражданское строительство

Общий стаж работы 44

Основные публикации

Повышение квалификации

«Навыки оказания первой помощи». 16 ч., 2018 г.
«Инженерно-геологические изыскания, осуществляемые на технически сложных, особо опасных и уникальных объектах капитального строительства, оказывающие влияние на безопасность указанных объектов». 108 ч., 2019 г.
«Инклюзивное образование студентов с инвалидностью и ограниченными возможностями здоровья». 16 ч., 2019 г.
«Информационные коммуникационные технологии в образовании». 72 ч., 2019 г.
«Использование электронной информационно-образовательной среды, электронно-библиотечной системы и информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе университета». 36 ч., 2019 г.
«Проектирование зданий и сооружений. Обследование строительных конструкций зданий и сооружений». 72 ч., 2019 г.

Преподаваемые дисциплины

Геология
Инженерная геология
Международные стандарты геотехнического проектирования
Механика грунтов
Основания и фундаменты

Стаж работы по специальности 41

Сфера научных интересов

Тема диссертации, год и место защиты

Ученое звание (при наличии) профессор

Членство в иных общественных, научных и государственных организациях, экспертных советах или группах, профессиональных сообществах и комиссиях

Член Международного общества по механике грунтов и геотехническому строительству (ISSMGE)
Член Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению

Исследование сезоннопромерзающих грунтов

Описание

На кафедре инженерной геологии, оснований и фундаментов исследование сезоннопромерзающих грунтов выполняется по следующим направлениям:

1. Сконструирован, изготовлен и успешно эксплуатируется комплекс принципиально новых приборов для исследования процесса пучения. Приборы позволяют испытывать грунты при различных значениях внешней нагрузки, скорости перемещения фронта промерзания, измерять усадку грунта в талой зоне, а также моделировать различное расстояние до уровня грунтовых вод. Управление экспериментом и регистрация результатов выполняются автоматически. Конструкция приборов защищена несколькими патентами:

Невзоров А.Л., Коршунов А.А. Прибор для определения деформаций и сил морозного пучения грунта. Патент на изобретение № 2473080. Опубл.20.01.2013. Бюлл.№ 2.
Невзоров А.Л., Коршунов А.А. Прибор для измерения деформаций морозного пучения грунта. Патент на изобретение № 2474650. Опубл. 10.02.2013, Бюлл. № 4.
Невзоров А.Л., Коршунов А.А.. Чуркин С.В. Прибор для определения деформаций морозного пучения грунта. Патент РФ 2556681. Опубл.10.07.2015. Бюлл. № 19.
Невзоров А.Л., Чуркин С.В., Коршунов А.А. Прибор для определения деформаций морозного пучения грунта. Патент РФ 156395. Опубл.10.11.2015. Бюлл. № 31.

Результаты развития лабораторной базы представлялись на конференциях, по ним публиковались статьи:

Невзоров А.Л., Коршунов А.А., Чуркин С.В. Прибор для определения деформаций и сил морозного пучения грунта. Геотехника. Теория и практика. Общероссийская конференция молодых ученых, научных работников и специалистов: межвузовский тематический сборник тру-дов; СПбГАСУ.- СПб., 2013.- с.183-185.
Невзоров А.Л., Болдырев Г.Г., Скопинцев Д.Г. Определение де-формаций морозного пучения грунтов в лабораторных условиях. Геотехника. 2014. № 3. с.26-31.

2. Успешно развивается новое направление в лабораторных исследованиях пучинистых грунтов — численное моделирование хода промерзания образцов. Это позволяет повысить достоверность получаемых результатов за счет обеспечения заданных параметров испытаний и выявления степени влияния на результаты различных факторов, а также оптимизировать число испытуемых образцов. Для численного моделирования используется специализированный модуль TEMP вычислительного комплекса GeoStudio (Канада).

По результатам исследований в данном направлении имеются следующие публикации:

3. Сконструированы, изготовлены и успешно эксплуатируются новые устройства и приспособления для мониторинга за процессом пучения в полевых условиях. Принципиальная новизна указанных устройств подтверждена патентом:

Невзоров А.Л., Коршунов А.А., Чуркин С.В. Устройство для измерения деформаций грунта при сезонном промерзании-оттаивании. Патент РФ 2548749. Опубл. 20.04.2015. Бюлл. № 11.

Результаты развития экспериментальной базы и опыт эксплуатации представлялись на конференциях:

Невзоров А.Л., Коршунов А.А., Чуркин С.В. Автоматизированная система мониторинга на сезоннопромерзающих грунтах. Сб. трудов международной научно-техн. конференции «Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение», ч.2, СПб: СПб ГАСУ, 2014.- с.180-184
Korshunov A.A., Churkin S.V., Nevzorov A.L. In situ measurements of frost penetration and frost heave by automatic monitoring system. The 15th Asian Regional conference on soil mechanics and geotechnical engineering. 2015/ TC305-09.

4. В 2011 году проф. А.Л.Невзоровым предложена принципиально новая система классификации пучинистых грунтов, в основе которой лежит скорость пучения грунта, а не относительные деформации пучения [А.Л.Невзоров. Классификационные показатели пучинистых грунтов/ Материалы четвертой конференции геокриологов России. МГУ, 2011, т.1, с.102-108]. Классификационные границы здесь определяются, исходя из потенциальной опасности деформаций пучения для проектируемых сооружений. За прошедшие годы это направление получило существенное развитие. На различных типах грунтов исследованы зависимости скорости пучения от скорости промораживания грунта, внешней нагрузки, особенностей подпитки грунта водой и др. Полученные результаты прошли апробацию на конференциях и представлены в научных изданиях:

5. Полученные результаты лабораторных и полевых исследований, а также экспериментальные зависимости, находят применение на практике — при обследовании и восстановлении зданий, получивших деформации при промерзании грунтов в конструкциях автомобильных дорог и основаниях зданий:

Невзоров А.Л., Чуркин С.В. Деформации здания на свайном фундаменте под действием сил морозного пучения. Вестник Пермского научно-исследовательского политехнического университета (ПНИПУ). Строительство и архитектура. № 1, 2015. с.79-90.
Churkin S.V., Nikitin A.V., Aksenov S.E., Zaruchevnih A.V., Nevzorov A.L. Deformation of building on pile foundation due to frost heave. The 15th Asian Regional conference on soil mechanics and geotechnical engineering. 2015/ Kaz-13.

Предложено несколько новых решений по устройству фундаментов зданий на пучинистых грунтах:

Невзоров А.Л. Фундамент. Патент РФ 2547196. Опубл. 10.04.2015. Бюлл. № 10.
Невзоров А.Л., Чуркин С.В. Фундамент на пучинистых грунтах. Патент РФ 2550169. Опубл. 10.05.2015. Бюлл. № 13.

С целью распространения опыта устройства фундаментов и, в частности, в сложных природно-климатических условиях, коллективом ученых из разных городов России, представляющих несколько научных школ, была издана книга «Справочник геотехника. Основания, фундаменты подземные сооружения»/ Под редакцией В.А.Ильичева и Р.А.Мангушева, Москва, Издательство АСВ, 2014. 728с. В указанном издании глава 10 «Сезоннопромерзающие и многолетнемерзлые грунты» (с.435-467) написана А.Л.Невзоровым.

Результаты исследований за последние 5 лет (2011-2015 г.г.) представлялись на конференциях различного уровня: Четвертая конференция геокриологов России, МГУ, 2011; 14й Азиатской региональной геотехнической конференции, Гонконг, 2011; 15й Европейской конференции по механике грунтов и геотехнике, Афины, Греция, 2011; VI съезде общества почвоведов, Петрозаводск, 2012; Пятом международном геотехническом симпозиуме, Инчхон, Корея, 2013; Первой международной конференции по реологии и моделированию материалов, Мишкольц, Венгрия, 2013; Международной конференции «Геотехника Беларуси», Минск, 2013; Конференции по свайным фундаментам, Таллин, 2013; Восьмой Европейской конференции по численному моделированию в геотехнике, Дельфт, Нидерланды, 2014; Международной конференции по строительству, Баку, 2014; 15й Азиатской региональной конференции по механике грунтов и геотехнике, Фукуока, Япония, 2015. По результатам исследований сделано более 40 публикаций, получено 12 патентов на изобретения.

The key research achievements on the problem of frost heaving of soils are the following:

1. Designed, constructed and successfully operated innovative laboratory system for studying of frost-susceptible soils. Systems allow testing of soils with different values of the overburden pressure, the rate of the freezing front, measure the shrinkage of soil in the melting zone, as well as to simulate different distance to the groundwater level. Management and registration of the results of the experiment are performed automatically. The design of the instrument is protected by several patents:

Nevzorov A., Korshunov A. Device for determinination of deformations and forces of frost heave of soils. Patent № 2473080. Issued.20.01.2013. Bull. № 2
Nevzorov A., Korshunov A. Device for determinination of deformations of frost heave of soil. Patent № 2474650. Issued 10.02.2013, Bull. № 4.
Nevzorov A., Korshunov A., Churkin S. Device for determination of frost heave deformations in soils. Patent № 2556681. Issued.10.07.2015. Bull. № 19 (перевод)
Nevzorov A., Korshunov A., Churkin S. Device for determination of frost heave deformations in soils. Patent № 156395. Issued.10.11.2015.

Results of laboratory facilities presented at the conference, it was published in following articles:

Nevzorov A., Korshunov A., Churkin S. Apparatus for determination of frost heave deformations and forces. Geotechnics. Theory and practice. Proceedings of Russian conference researchers and specialists; SPbGASU.- Saint-Peterburg, 2013.-183-185p..
Nevzorov A.L., Boldyrev G.G., Skopintsev D.G. Determination of frost heave deformations in laboratory. Geotechnics. 2014 p26-31.

2. A new direction in the laboratory testing of frost-susceptible soils is realized — Numerical simulation of process of sample freezing. This improves the reliability of the results obtained by providing a set test parameters and to identify the degree of influence upon various factors, as well as to optimize the number of test samples. For the numerical simulation using a specific software TEMP/W GeoStudio (Canada).

According to the results of research in this area includes the following publications:

3. New devices and systems for monitoring the process of frost heave in-situ were designed, constructed and successfully operated. The principal novelty of these devices is confirmed by the following patents:

Nevzorov A., Korshunov A., Churkin S. Device for determination of soil deformations during freezing-thawing. Patent № 2548749. Is-sued.20.04.2015. Bull. № 11

Results of applying new systems were presented on conferences:

Nevzorov A., Korshunov A., Churkin S. Automated system for monitoring of frozen soils Proceedings of International conference «Modern technology in geotechnical engineering»; SPbGASU.- Saint-Peterburg, 2014.-180-184p
Korshunov A.A., Churkin S.V., Nevzorov A.L. In situ measurements of frost penetration and frost heave by automatic monitoring system. The 15th Asian Regional conference on soil mechanics and geotechnical engineering. 2015/ TC305-09.

4. In 2011, prof. A.L.Nevzorov proposed a principally new system classification of frost-susceptibility of soils, which is based on the rate of frost heave, but not the relative deformation of frost heave [Nevzorov A Classification parameters of frost-susceptible soils. Proceedings of the fourth conference. geocryologists Russia, Moscow State University, 7-9 June 2011, Vol.1, Moscow University Book, 2011, p.102-108.]. Classification is determined via potential danger of frost heave deformations for the designed structures. Over the years, this trend was a significant development. On different types of soils studied relationships rate of frost heave vs rate of frost front, overburden pressure, water table and others. The results have been presented in following publications:

Nevzorov A., Korshunov A., Churkin S. Methods for assessment of frost-susceptibility of soils by using up-to-date research equipment.- Engineering Survey2013, No5. — p.52-56.

Some results will be presented in article Aleksei A. Korshunov , Sergey V. Churkin and Alexander L. Nevzorov «Assessment of frost susceptibility of soils in laboratory testing», on 3rd ICTG International Conference on Transportation Geotechnics (September, 2016, Portugal).

5. The results of laboratory and field studies, as well as experimental dependences are used in practice — during the examination and restoration of buildings that have received deformation during the freezing of soils in the construction of roads and foundations of buildings:

Nevzorov A., Churkin S. Pile foundation deformations caused by frost heave. Vestnik of Perm National Research Polytechnic University. Vol. Civil Engineering and Arhitecture, No1, 2015 p79-90.
Churkin S.V., Nikitin A.V., Aksenov S.E., Zaruchevnih A.V., Nevzorov A.L. Deformation of building on pile foundation due to frost heave. The 15th Asian Regional conference on soil mechanics and geotechnical engineering. 2015/ Kaz-13.

Some solutions for design foundation on frost-susceptible soil were proposed:

Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах : Учеб. пособие для строит. специальностей вузов / А.Л. Невзоров ; Арханг. гос. техн. ун-т

Для получения доступа нажмите кнопку «Читать (ЕСИА)».

Если вы являетесь правообладателем этого документа, сообщите нам об этом. Заполните форму.

Руководители университета

Родился 3 июля 1954 г. В 1976 г. окончил с отличием строительный факультет АЛТИ по специальности «Промышленное и гражданское строительство». Работал учебным мастером, ассистентом, старшим преподавателем, доцентом, с 1996 г. — заведующий кафедрой инженерной геологии, оснований и фундаментов. Читает лекционные курсы по инженерной геологии, механике грунтов, основаниям и фундаментам. С 1999 г. работает проректором по учебно-методической работе. В 2006 г. был избран на должность ректора АГТУ.

В 1983 г. без обучения в аспирантуре защитил в Ленинградском политехническом институте кандидатскую диссертацию на тему «Набухание глинистых грунтов и его учет при расчете оснований зданий и сооружений». Ученое звание доцента присвоено в 1989 г., профессора в 2000 г.

Занимается проблемами обеспечения устойчивого функционирования геологической среды при техногенных воздействиях. По результатам исследований набухающих, пучинистых, торфяных и техногенных грунтов опубликовал более 100 научных работ, получил 12 авторских свидетельств и патентов на изобретения. Участвовал в подготовке трех кандидатов наук.

Опубликовал два учебных пособия: одно рекомендовано к изданию УМО по автотракторному и дорожному образованию, второе — Министерством образования РФ.

Имеет тесные связи с производством и с зарубежными партнерами. Занимается технической экспертизой зданий и сооружений, разработкой проектов их усиления и реконструкции. Является внештатным экспертом Архангельского областного комитета по охране окружающей среды. Проходил стажировку в Финляндии (1996 г.) и Норвегии (1998 г.). Был руководителем дипломного проектирования в университетском колледже г. Нарвик (Норвегия).

Хобби — историческая литература, фотография.

Невзоров А. Л. Инженерная геология и механика грунтов: Учеб. пособие. Архангельск: Изд-во АГТУ, 1998. 116 с.

Невзоров А. Л. Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах: Учеб. пособие. М.: Изд-во ассоциации строительных вузов, 2000. 152 с.

фундамент

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

Известен плитно-свайный фундамент, включающий железобетонную плиту-ростверк со сквозными отверстиями, в которых расположены головы свай (Патент РФ № 85500, МПК 02D 27/12, 2009 г. - аналог). Сваи заводятся в ростверк на глубину 0,1-0,15 толщины плиты ростверка. При достижении перемещения плиты-ростверка под действием нагрузки от здания на 20-80% от предельно допустимой осадки, когда достигается оптимальное распределение нагрузки между плитой-ростверком и сваями, отверстия и зазоры между головами свай и плитой замоноличиваются.

Известен также способ строительства свайно-плитных фундаментов, включающий погружение свай, размещение на них элементов в виде перевернутых стаканов, объединение голов свай ростверком (Патент РФ № 2300604, МПК E02D 27/34, 2007 г. - прототип). Для обеспечения возможности ограниченного перемещения ростверка относительно свай в зазор между головами свай и стаканами помещаются вкладыши из пенополистирола.

Конструкция фундамента иллюстрируется чертежом, представленным на фиг.1.

Работает устройство следующим образом.

Результаты исследований различных авторов показывают, что силы пучения достигают максимального значения при нулевых перемещениях штампа или фундамента на поверхности (Абжалимов Р.Ш. Лабораторные исследования морозного пучения // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1982. - № 5. - с.20-22; Penner E., Ueda Т. The dependence of frost heaving on load application - preliminary results // Int. symp. on frost action in soils. V.1. - Lulea, Sweden, 1977, p.92-101; 3. Konrad J.M. Frost heave mechanics: Ph.D. Thesis, Edmonton Alberta. - 1980. - 472 p.). Допущение даже незначительного их подъема позволяет существенно снизить силы пучения. В предлагаемой конструкции допускается ограниченное перемещение ростверка, существенно снижающее воздействие пучинистого грунта на ростверк и винтовую сваю.

Официальная публикация
патента РФ № 2547196
patent-2547196.pdf

Сезоннопромерзающие пучинистые грунты – экономное основание для фундаментов малоэтажных зданий

Введение

Инновационные технологии при устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтовых основаниях

Использование сезоннопромерзающего пучинистого грунта в качестве основания для фундамента 3-х этажного многоквартирного жилого дома из сборных железобетонных конструкций крупнопанельного домостроения по серии 90 (ОМ) в Омске

Отметим, что к моменту выполнения данных работ у нас уже был опыт использования пучинистного грунтового основания при строительстве 9-ти этажного кирпичного дома на 144 квартиры в г. Омске [5].

Уровень грунтовой воды на момент строительства в августе 2016 годанаходился в 1,5 метрах от поверхности земли, глубина промерзания согласно [1] – 1,94 метра для сухого грунта.

Рис. 1. Графики распределения температур в грунте для оголенной от снега поверхности: 1 - для суглинка согласно [1] ; 2 - то же, при влажности грунта W=0,3 для фундамента; 3 - то же, для водопровода, согласно [5]

Определение зависимости величины морозного пучения мягко-текучепластичного суглинка от давления в лабораторных условиях

Принимаем зависимость относительной деформации морозного пучения глинистого грунта, преимущественно с минералогическим составом из иллита, от давления согласно [10] по формулам:

При давлении на поверхность пластично-мерзлого грунта в пределах р_i < 50 кПа:

Читайте также:

А л невзоров фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах

КОНСТРУКЦИЯ ОБСЫПКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФУНДАМЕНТОВ ОТ ВЫПУЧИВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МОРОЗОБОЙНЫМИ ТРЕЩИНАМИ Российский патент 2009 года по МПК E02D27/35

Похожие патенты RU2344233C2

Реферат патента 2009 года КОНСТРУКЦИЯ ОБСЫПКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФУНДАМЕНТОВ ОТ ВЫПУЧИВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МОРОЗОБОЙНЫМИ ТРЕЩИНАМИ

Формула изобретения RU 2 344 233 C2

Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах : [Учебное пособие для вузов по строительным специальностям] / Невзоров А.Л

Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах : Учеб.пособие для студентов вузов по строит.спец. / А.Л.Невзоров

Невзоров фундаменты сезоннопромерзающих грунтов

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

Преподавательский состав

Невзоров Александр Леонидович

Исследование сезоннопромерзающих грунтов

Исследование сезоннопромерзающих грунтов

Описание

Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах : Учеб. пособие для строит. специальностей вузов / А.Л. Невзоров ; Арханг. гос. техн. ун-т

Руководители университета

фундамент

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

Сезоннопромерзающие пучинистые грунты – экономное основание для фундаментов малоэтажных зданий

Введение

Инновационные технологии при устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтовых основаниях