Несущая способность и надежность лесосплавных опор анкерного типа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Попов, Александр Леонидович

• Попов, Александр Леонидович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Попов, Александр Леонидович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Проблемы

1.2 Анализ конструкций лесосплавных опор

1.3 Обзор исследований взаимодействия опор с грунтовым массивом

1.4 Цели и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОТЫ АНКЕРА В ГРУНТОВОМ МАССИВЕ

2.1 Квазипотенциальный расчет

2.2 Основные особенности математической квазипотенциальной модели расчета держащей силы анкера

2.3 Интегральный расчет держащей силы анкера

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Обоснование варьируемых факторов лабораторных экспериментов при определении форм линий скольжения грунтовых призм

3.3 Обоснование варьируемых факторов лабораторных экспериментов при определении держащей силы

3.4 Описание лабораторной установки для определения форм линий скольжения призм выпирания

3.5 Описание лабораторной установки для определения держащей силы

3.6 Экспериментальные исследования по определению формы линий скольжения призм выпирания

3.7 Экспериментальные исследования по проверке теоретических зависимостей держащей силы опоры

4 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ЛЕСОСПЛАВНОГО АНКЕРА ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С

ГРУНТОМ

4.1 Обоснование глубины заложения

4.2 Размер лопастей

4.3 Диаметр конуса

4.4 Рекомендации по определению глубины заложения анкерной опоры для различных характеристик грунтов 84 5 ТЕХНОЛОГИЯ УСТАНОВКИ АНКЕРНОЙ ОПОРЫ И ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

5.1 Технические характеристики конструкции лесосплавного грунтового анкера с раскрывающимися лопастями

5.2 Технология установки лесосплавного грунтового анкера с раскрывающимися лопастями

5.3 Схема крепления плотов с лесосплавными грунтовыми анкерами с раскрывающимися лопастями

5.4 Экологические аспекты конструкции лесосплавного грунтового анкера с раскрывающимися лопастями

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Алгоритм программы для построения линий скольжения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Текст программы для построения линий скольжения

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Статистическая обработка данных, полученных в опытах по определению форм линий скольжения

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Статистическая обработка данных, полученных в опытах по определению держащей силы

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Программы для построения графиков квапотенциальной модели

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Несущая способность и надежность лесосплавных опор анкерного типа»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Россия обладает значительными лесными ресурсами и поэтому существует вопрос транспортировки лесоматериалов. Одним из видов транспортировки является водный транспорт леса. Использование водного транспорта леса экономически оправдано. В последние годы наиболее активно происходит развитие водного транспорта по малым и средним рекам, включая и транспортировку на судах. Для лесосплава по этим рекам используются плоты меньших габаритов и менее громоздкие опоры. Необходимая держащая сила обычно не достигает 300 кН. Все это приводит к изменению структуры водного транспорта леса и при этом необходимости разработки новых конструкций опор. Одни из главных критериев при конструировании опор в современных условиях это снижение материалоемкости и уменьшения габаритов без снижения держащей силы. Анализ существующих методов показал, что требуется совершенствование методов расчета держащей силы. Кроме того, в текущей экономической ситуации желательна возможность использования универсальных новых конструкций, которые можно использовать не только на водном транспорте леса, но и других отраслях промышленности.

Предмет исследования Лесосплавные анкерные пространственные конструкции при их взаимодействии с грунтовым массивом.

Цель исследований. Целью исследований является разработка новых научных подходов при обосновании параметров и конструировании безопасных и надежных анкерных опор для водного транспорта леса.

Объект и методы исследований. Объектом исследования являются лесосплавные анкерные опоры при их взаимодействии с грунтовым массивом. Исследования основаны на математическом и физическом моделировании.

Научная новизна

- Предложен способ регистрации форм призм выпирания, образующихся при сдвиге грунтового лесосплавного анкера, основанный на методе Particle Image Velocimetry (PIV).

- Разработан метод квазипотенциального математического моделирования криволинейных грунтовых призм выпирания для лесосплавного анкера круглой формы.

- Разработана интегральная математическая модель расчета держащей силы лесосплавного анкера круглой формы в сыпучих и связных грунтах на основе метода квазипотенциального моделирования.

- Предложена новая конструкция грунтового лесосплавного анкера.

Практическая значимость

- Обоснованы параметры анкерной опоры при ее взаимодействии с грунтом.

- Разработана новая конструкция грунтового лесосплавного анкера.

Апробация работы

Основные положения диссертации отражены в докладах на ежегодных научно-технических конференциях САФУ (2011 г. и 2012 г.), 15-я международная научно-техническая конференция "Новые материалы и технологии в машиностроении - 2012", 10-я международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2012 г.), XIV-й международной научно-технической Интернет-конференции «Лес-2013» (г. Брянск, 2013 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 5 работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК, получено 2 патента на полезную модель.

На защиту выносится - Способ регистрации форм призм выпирания, образующихся при сдвиге грунтового лесосплавного анкера, основанный на методе Particle Image Velocimetry (PIV).

- Метод квазипотенциального математического моделирования криволинейных грунтовых призм выпирания для лесосплавного анкера круглой формы.

- Интегральная математическая модель расчета держащей силы лесосплавного анкера круглой формы в сыпучих и связных грунтах на основе метода квазипотенциального моделирования.

- Результаты теоретических и экспериментальных исследований.

- Параметры конструкции лесосплавного анкера.

Обоснованность и достоверность результатов исследования

подтверждается аргументированностью принятых допущений при теоретических и экспериментальных исследованиях, использованием современных методов фундаментальной и прикладной науки, выполнением необходимого объёма экспериментальных исследований, результаты которых обработаны методами математической статистики с применением современных прикладных программных пакетов.

Объем и построение работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, списка литературы из 116 наименований и 5 приложений.

Объем диссертации 123 страницы машинописного текста:

- основные разделы (94 страницы) включают в себя 43 рисунка и 8 таблиц;

- приложения (18 страниц) включат в себя 1 рисунок, 5 таблиц и другие материалы.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Проблемы

Многие десятилетия лесосплавные работы в России, в том числе Архангельской области являются важнейшей частью лесопромышленного производства. Лесосплав и перевозки леса в судах объединяются в понятие водный транспорт леса. Развитию водного транспорта леса способствовали большие расстояния перевозки древесины, дешевизна этого способа транспортировки и наличие развитой речной сети. С учетом этих обстоятельств перерабатывающие предприятия повсеместно были размещены в устьях больших рек и запроектированы на прием древесины с воды.

На первоначальных стадиях развития лесозаготовительной промышленности лесосплав был почти единственным средством транспортировки лесоматериалов. Сплав проводили частные лесопромышленники.

Началом государственного руководства лесосплавом послужило известное постановление Совета Труда и Обороны «О сплаве дров и лесоматериалов по водным путям Республики в сезон 1920 года», подписанное В.И. Лениным [111]. Для руководства лесосплавными работами на Севере был создан трест «Севлесосплав».

Постепенно лесосплав из кустарного промысла превратился в самостоятельную отрасль лесной промышленности. Развитию лесосплава была обеспечена научная основа. В различных ВУЗах, в том числе и в Архангельском лесотехническом институте в 1930 году, были основаны кафедры водного транспорта леса, внесшие большой вклад в подготовку специалистов и научное обеспечение отрасли.

По своей структуре лесосплав делят на первоначальный и транзитный. К первоначальному относят кошельный и частично плотовой сплав [38, 42, 54]:

- котельный - сплав в транспортных единицах, называемых кошелями, где отдельные бревна или пучки обнесены пакетными бонами; кошели перемещают чаше всего судовой тягой. Этот вид сплава применяется на озерах, участках рек с тихим течением, при сборе аварийной древесины во время половодья и т.д.;

- плотовой - сплав по рекам как для тяги, так и для управления плотом.

Все операции (работы) сплава и лесоперевалки имеют

переместительный, транспортный характер. По классификации отраслей производственной сферы лесосплав и лесоперевалка относятся к грузовому транспорту.

На все виды сплава разработаны правила, технические условия, которыми, в частности, предусмотрены ликвидация или снижение до минимума потерь древесины в сплаве. Несоблюдение этих правил приводит к необходимости работ по сбору разнесенной и подъему затонувшей древесины [54].

Запрет молевого сплава привел к тому, что стали использоваться другие виды лесосплава и развиваться перевозка леса в судах, в результате изменилась структура водного транспорта леса. Плотовой лесосплав и перевозка в судах развивались не только по большим, но и по средним, и малым рекам.

Надежная работа сооружений на реках (при соблюдении правил эксплуатации) обеспечивается, в первую очередь, надежностью их крепления. Проблема крепления сооружений стоит достаточно остро. Это объясняется разнообразием нагрузок, недостаточной надежностью и эффективностью применяемых береговых и русловых опор, различными геологическими и гидрологическими условиями.

Исторически сложилось так, что конструкции опор разрабатывались, главным образом, для крепления основных лесосплавных гидротехнических сооружений - запаней и сплоточно-формировочных рейдов с нагрузкой на опору более 300 кН [66]. Поэтому большинство этих опор представляет собой

массивные дорогостоящие сооружения с длительным сроком эксплуатации [97]. Значительная же часть плотостоянок является сооружениями вспомогательного характера с небольшим сроком эксплуатации, возводимыми часто на труднодоступных участках рек. Определенную сложность для сооружения береговых опор в этих условиях представляет согласование по отчуждению земли на берегах рек. В связи с этим для крепления плотостоянок и других сооружений при плотовом сплаве требуются по возможности недорогие опоры, мобильные с точки зрения транспортировки и монтажа, высокоэффективные и надежные в работе.

1.2 Анализ конструкций лесосплавных опор

В практических условиях лесосплава применяется большое количество опор разных конструкций и назначений. Классификация опор по различным признакам представлена на рисунке 1.1.

В общем случае по характеру взаимодействия с грунтом все опоры можно подразделить на гравитационные, анкерные и гравитационно-анкерные [19, 100, 101]:

- гравитационные — опоры, воспринимающие нагрузку за счет силы трения основания опоры по грунту;

- анкерные (заглубленные в грунт) - опоры, создающие держащую силу за счет сопротивления сдвигу грунтового массива;

- гравитационно-анкерные - опоры, держащая сила которых создается как за счет сил трения, так и за счет сопротивления сдвигу грунтового массива.

В зависимости от места установки опоры бывают береговые и русловые. Русловые опоры, в свою очередь, делятся на незатопляемые и затопляемые (донные).

По сроку службы анкерные опоры делят на две большие группы: временные и постоянные. Временные анкеры сооружают на срок производства

Рисунок 1.1 - Классификация анкерных устройств

строительно-монтажных работ или при устройстве временных сооружений, шпунтовых стенок и т.п. Постоянные анкеры устанавливают на весь срок службы сооружения.

По виду используемого материала [20, 99, 115] различают металлические, железобетонные, деревянные и комбинированные конструкции анкеров. По материалу анкерных тяг - из стержневой и канатной (прядевой) арматуры.

По способу связи анкерной тяги с цементным камнем заделки [14, 20, 99, 115] - с замоноличенной тягой в зоне заделки (тип I) и со свободной тягой в зоне заделки (тип II).

По схеме взаимодействия с грунтом анкеры можно разделить на следующие группы [14,20,115]:

- наземные (гравитационные), располагающиеся на поверхности грунта и работающие за счет сил трения между грунтом и конструкцией анкера;

- заглубленные, располагающиеся в массиве грунта и работающие за счет сопротивления грунта перемещению элементов анкера. Заглубленные анкеры могут устраиваться с предварительным напряжением и без него.

Анкерные устройства различают по расположению в пространстве на вертикальные, горизонтальные и наклонные [14, 54]. Наклонные и горизонтальные анкеры используют при строительстве подпорных стен и различных ограждений.

По способу образования скважин анкеры делятся на буровые с проходкой скважин с обсадными трубами, под глинистым раствором, шнеком и с погружением обсадной трубы забивкой или вдавливанием [20, 115].

По способу устройства заделки анкера:

- инъекционные (заделка образована подачей цементного раствора под избыточным давлением);

- с разбуренными уширениями;

цилиндрические (скважина заполняется раствором без избыточного давления).

При выборе того или иного типа опор необходимо учитывать, кроме несущей способности, назначение сооружения, его местоположение (возможности доставки и установки опор), грунтовые и гидрологические условия. При учете грунтовых условий нужно иметь в виду, что все опоры лучше работают на песчаных грунтах, плохо работают на слабых грунтах и особенно плохо - на плывунах. В последнем случае нужно или менять место сооружения, или применять анкерные опоры, устанавливая их на большой глубине в плотных грунтах. На затопляемых берегах предпочтение нужно отдавать опорам анкерного типа.

До последнего времени в качестве русловых опор применялись преимущественно однорогие и двурогие сплавные якори, свайные кусты, якори Матросова и винтовые [2, 7-9, 10, 54, 56, 58, 70, 101]. Наиболее распространенными являются якори Матросова (рисунок 1.2) и винтовые (рисунок 1.3). Однако применяются они крайне ограниченно из-за сложности изготовления и малых поставок первых и большой сложности установки вторых.

Рисунок 1.2 - Якорь Матросова [54]

Из всех недостатков якорей Матросова наиболее существенным является то, что узкое пространство между лапами часто забивается грунтом, препятствуя свободному отклонению лап якоря.

Винтовой анкер (рисунок 1.3) имеет стержневую тягу с винтовыми лопастями на конце в виде цилиндрического штопора [5, 54, 72]. Тяга и штопор выполнены из одного стального прутка. Для облегчения завинчивания штопор в нижней части снабжен режущим элементом. В качестве бриделя анкера может использоваться цепная наставка или стальной канат. Цепные наставки удобны при креплении газопроводов, когда два анкера завинчиваются с боков газопровода и соединяются между собой цепями с помощью скоб или стержней.

а

б

Рисунок 1.3 - Винтовые якори: а) тип К; б) тип ЯЛ; в) тип ЯС [54]

Анкеры могут завинчиваться в грунт вручную и с помощью механизмов. Благодаря пространственной форме штопора, завинчивание анкера упрощается и не происходит существенного рыхления грунта.

На лесосплаве используют следующие модели винтовых якорей: тип К (например, К-50, К-88 и другие), тип ЯЛ (ЯЛ-50, ЯЛ-75 и другие) и тип ЯС (ЯС-35, ЯС-50 и другие).

Рассмотренные конструкции анкеров могут успешно эксплуатироваться преимущественно на песчаных грунтах. На торфяных и других слабых грунтах предпочтение отдают анкерам инъекционного типа. В этой конструкции на тягу с зазором дополнительно одета труба с отверстиями, расположенными в нижней части в пределах высоты штопора. В нижней части тяги труба опирается на жестко закрепленную шайбу, а в верхней крепится съемным фиксатором.

При ряде несомненных достоинств эта конструкция имеет существенный недостаток, снижающий широкое применение. Он заключается в том, что при завинчивании происходит рыхление грунта в скважине. В результате держащая сила якоря резко падает. А восстановление первоначальной плотности грунта происходит через 2.. .5 лет.

На лесосплаве также используются и другие конструкции запашных якорей. Конструкция якоря ЦЛС-19 (рисунок 1.4), разработанная на кафедре водного транспорта леса и гидравлики САФУ [57, 60, 61, 70, 90, 91], оказалась наиболее удачной и эффективной в работе, прошла все необходимые стадии официальных испытаний. На приемочных испытаниях в русле реки на песчаном грунте держащая сила якоря при массе 950 кг составила 15 кН, что соответствует коэффициенту цепкости 16. На базе якоря ЦЛС-19 разработана документация на якорь ЦЛС-19М больших размеров, предназначенный для длительного срока использования в качестве русловой опоры. Якорь ЦЛС-19 включает две параллельно расположенные горизонтальные фигурные лапы, жестко связанные двумя вертикальными стойками, и веретено, взаимодействующее со стойками шарнирно. Якорь выполнен неразъемным, съемной является только скоба для присоединения шеймы.

1 - лапа; 2 - стойка; 3 - веретено; 4 - скоба. Рисунок 1.4 - Якорь запашной ЦЛС-19

В последние годы в нашей стране и за рубежом особенно активно разрабатывались свайные анкеры с раскрывающимися лапами. При большом разнообразии конструктивного исполнения общим для всех таких анкеров является невысокая надежность в работе. Это объясняется тем, что при их установке происходит забивка шарниров соединения лап с корпусом анкера грунтом. В результате при приложении рабочей нагрузки лапы часто не срабатывают. В разработанных на кафедре водного транспорте леса и гидравлики САФУ конструкциях якорей свайного типа с раскрывающимися лапами, удалось избежать отмеченных недостатков.

Якори ЯС-15, -30 (рисунок 1.5) по конструкции практически одинаковы и отличаются только размерами [4, 87, 88]. Эти якори предназначены для работы внутри грунта.

Якори ЯС-15, -30 рекомендуются к применению на твердых глинистых, песчаных и каменистых грунтах в качестве русловых и береговых опор для крепления плотов и наплавных сооружений.

Якори ЯС-150, -170, -200 (рисунок 1.5) [77, 78, 89, 113] по назначению, технологии установки и эксплуатации сходны с якорями ЯС-15, -30, но

имеют меньшую массу, но за счет большей площади лап могут эксплуатироваться и на слабых грунтах, но с предварительным испытанием на держащую силу.

В якорях ЯС-15,-30 точки опоры хомутов лап о шайбы смещены на противоположные стороны веретена. В результате, плечо момента силы тяжести увеличивается почти в три раза. В якорях ЯС-150, -170, -200 данная цель достигается установкой массивных косынок-утяжелителей.

Существенным обстоятельством, дающим большое преимущество якорям типа ЯС перед винтовыми, является то, что при забивке трубы происходит не рыхление, а уплотнение грунта, и образовавшаяся после подъема трубы скважина заполняется преимущественно поверхностным грунтом. В результате якорь сразу начинает работу в плотном грунте, чем и объясняется, в частности, его повышенная держащая сила.

Достоинством якорей типа ЯС являются и невысокие требования к прочности противокоррозионного покрытия. Это объясняется тем, что якорь при забивке находится внутри трубы, и покрытие не сдирается грунтом, как это имеет место в других конструкциях якорей и анкеров.

Анализ существующих опор и области их применения позволяют определить направление поиска рациональной конструкции. Исследования свидетельствуют, что наиболее подходящим и удовлетворяющим современным требованиям являются анкерные опоры сборной конструкции с раскрывающимися лапами, изготовленные из металла.

1.3 Обзор исследований взаимодействия опор с грунтовым массивом

Выбор конструкции, размеров и других характеристик опор анкерного типа зависит, главным образом, от их несущей способности.

Рисунок 1.5 - Конструкция якорей: а) ЯС-15; б) ЯС-200 [54]

В разные годы разрабатывались различные методики для определения несущей способности опор [40, 46, 50, 66, 67, 102, 103, 105, 107], которые можно разбить на три большие группы [25]. К первой группе относятся методики, в которых очертания кривой скольжения задаются на основании тех или иных экспериментальных данных. Во вторую группу входят так называемые строгие методики, в которых очертания кривой скольжения находятся в результате расчетов. В третью группу включены методики, в которых поверхности скольжения задаются приближенными, но достаточно хорошо согласующимися с опытом и строгими теориями, что позволяет значительно упростить решение по сравнению с другими методиками.

Известный французский исследователь Шарль Кулон впервые получил данное решение при расчете оборонительных укреплений на юге Франции еще в IX веке. Графоаналитический метод Ш. Кулона следует рассматривать как универсальный [1, 35].

Кулон рассматривал задачу устойчивости массивной подпорной стенки с наклоненной задней гранью и при произвольной конфигурации поверхности грунта за подпорной стенкой. Поверхность возможного скольжения грунта в момент предельного состояния - плоская и обрушение поверхности скольжения происходит при максимальном давлении грунта на подпорную стенку. При этом предполагается, что сдвиг происходит по плоскости и сыпучее тело в объеме упомянутой призмы сдвигается, приняв форму затвердевшего клина [21]. Предполагается, что в условиях предельного равновесия поверхности скольжения будут наклонены под углом 45+ср/2 (ср - угол внутреннего трения грунта) к направлению площадки, на которую действует наибольшее главное напряжение (рисунок 1.6)

Несмотря на свою простоту и некоторую условность исходных гипотез, метод Кулона в большинстве случаев обеспечивает достаточный запас прочности рассчитываемых объектов, работающих в стационарных условиях. Однако при проведении экспериментов результаты расчета по методу Кулона дают расхождение с опытными данными, которые могут отличаться от

теоретических на порядок [39]. Это привело к появлению теорий, построенных на других допущениях.

Несколько работ в направлении развития теории Кулона выполнены Георгом Ребханом и Понсоле. Ребхан предложил способ [108] построения линий скольжения с помощью треугольника (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7 - Треугольник Ребхана [108]

С.И. Блезанский предложил теорию, по которой поверхности скольжения образуются двумя плоскостями, проходящими через край фундамента [13]. Первая плоскость наклонена к горизонтальной поверхности

грунта под углом —+—, а вторая составляет с горизонтом угол — -—.

Наблюдения за некоторыми случаями разрушения оснований, имевших место в практике гидротехнического строительства, показали близость формы поверхностей скольжения к круглоцилиндрической [13, 49].

В проектной практике применяются методы расчета устойчивости, содержащие различного рода упрощающие предположения. Один из них -метод круглоцилиндрических поверхностей [21, 76].

Поверхность скольжения по методу круглоцилиндрических поверхностей будет представлена дугой некоторого круга с радиусом, очерченного из центра (рисунок 1.8). На практике рассматриваемый метод часто осложняется неопределенностью в положении центра вращения . Очень часто положение центра устанавливают подбором путем проведения нескольких расчетов для отыскания наиболее опасного для данного случая положения поверхности скольжения. Такой ход расчета связан со значительной трудоемкостью.

Рисунок 1.8 - Схема метода круглоцилиндрических поверхностей [25]

Из других способов, использующих круглоцилиндрическую поверхность скольжения, следует упомянуть метод круга трения (приемы Гультина и Петерсона, Казагранде, Крея, Тейлора, Гольдштейна, Федорова и др.), метод многоугольника сил Фрелиха, метод Како, метод Чугаева-Вяземского, метод Бишопа и пр. Все они являются сравнительно

эффективными для оценки степени устойчивости склонов, но трудно применимы для определения величины оползневого давления. Тоже следует сказать о методах расчета устойчивости откоса по кривой скольжения, имеющей форму логарифмической спирали (например, метод Рендулика).

В 1962 г. Ю.И. Соловьев предложил при расчете устойчивости откосов, в таком же гипотетическом грунте, какой принимали Герсеванов и Терцаги (рисунок 1.9), воспользоваться принципом возможных перемещений [21, 25, 93]. Поверхность скольжения при этом должна рассматриваться как поверхность контакта между клином обрушения и подстилающим грунтом, по которой на клин действуют односторонние силы связи и внешние касательные силы сцепления и трения.

Рисунок 1.9 - Расчетная схема по Терцаги [15]

С.С.Голушкевич предложил способ [22, 23, 67], основанный на применении характеристических кругов, который может рассматриваться в качестве уточнения теории Кулона, так как для крутых подпорных стен вместо плоскости скольжения С.С. Голушкевич принял поверхность скольжения, состоящую из двух плоскостей и вставки между ними в виде цилиндрической поверхности с производящей по логарифмической спирали. При этом сползающая призма разделяется на три области: область наименьших напряжений, особую область и область наибольших напряжений. Условия равновесия сползающей призмы сводятся к выполнению условия замкнутости многоугольника действующих на нее сил, откуда находится сила активного давления грунта на подпорную стену.

Более точные результаты также дает теория, предложенная В.В. Соколовским и построенная на основе общей теории предельного напряженного состояния сыпучей среды [36, 37, 41, 67, 92].

В.В. Соколовский рассматривает грунт как сплошную несвязную или связную сыпучую среду и принимает, что среда под влиянием незначительного перемещения подпорной стены приходит в некоторой области за нею в предельное напряженное состояние, т.е. что в любой точке этой области, ограниченной некоторой объемлющей поверхностью скольжения. Таким образом, в этой области появляется бесконечное множество поверхностей скольжения (рисунок 1.10).

Р

Так как грунт, находящийся в предельном напряженном состоянии, находится также и в равновесии, то для него могут быть использованы дифференциальные уравнения равновесия плоской задачи сплошной среды. Недостатком метода Соколовского является решение сложных и трудоемких дифференциальных уравнений.

В.Г. Берзанцев принимает приближенное очертание поверхности скольжения [25], показанной на рисунке 1.11. Наклон боковых граней ядра берется равным 45° к подошве фундамента. Область радиального сдвига очерчена по логарифмической спирали. Прямолинейный участок представляет собой линию скольжения, соответствующую пассивному

давлению грунта при горизонтальной поверхности последнего (угол с

Ж ЙК

горизонтом —

Рисунок 1.11 - Расчетная схема по Берзанцеву В.Г. [15]

В 1969 г. М.Н. Гольдштейн [24, 25] показал, что хотя по поверхности скольжения действуют силы трения, т.е. силы, не имеющие потенциала, тем не менее и в этом случае принцип возможных перемещений применим к рассматриваемой задаче.

Вопросы прочности грунтов имеют непосредственное отношение к оценке их несущей способности в основаниях сооружений. При исследовании прочности и несущей способности проводились различные эксперименты. Так, например, профессор М.Г. Герасимов предложил рассматривать при нагрузке на штамп, возрастающей степенями фазы напряженного состояния грунтов под штампом: фазу уплотнения; фазу сдвигов; фазу выпирания. Исследования, проведенные в СССР в 40-х и 50-х годах двадцатого века, показали, что первая и вторая фазы во многих случаях накладываются одна на другую и возникают не только уплотнения, но и локальные сдвиги и, как правило, начинает формироваться уплотненное ядро [109, 110].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Попов, Александр Леонидович, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1) Алексеев, С.А. Механика грунтов. Краткий конспект лекций. Учебное пособие для студентов строительных специальностей / С.А. Алексеев. -СПб. 2007.- 111 с.

2) A.c. 1058827 СССР, В 63 В 21/29. Якорь / A.A. Митрофанов, В.А. Барабанов, Г .Я. Суров - Опубл. 07.12.83, Бюл. No 45.

3) A.c. 1253917 СССР, МКИ В 65 G. Лесосплавная запань / A.A. Митрофанов, В.Н, Шишов, П.Н. Корнелкж. - Опубл. 30.08.86, Бюл. No 32.

4) A.c. 1594056 СССР, МКИ В 63 В 21/36. Складной якорь / A.A. Митрофанов. - Опубл. 23.09.90, Бюл. No 35.

5) A.c. 1599477, Е 02 Д 5/56, 5/80. Винтовой анкер / A.A. Митрофанов, Н.И. Курбатов, Н.П. Васильев [и др.]. - Опубл. 15.10.90, Бюл. No 38.

6) A.c. 1620538 СССР, Е 02 Д 5/80. Способ закрепления трубопровода /

A.A. Митрофанов, Н.И. Курбатов, Н.П. Васильев [и др.]. - Опубл. 15.01.91, Бюл. No 2.

7) A.c. 1656076 СССР, Е 02 Д 5/80. Грунтовый анкер / A.A. Митрофанов, Н.П. Васильев, В.А. Шукаев. - Опубл. 15.06.91, Бюл. No 22.

8) A.c. 707846 СССР, В 63 В 21/36. Складной якорь / A.A. Митрофанов. -Опубл. 05.01.80, Бюл. No 1.

9) A.c. 901150 СССР, В 63 В 21/36. Складной якорь / Л.А Митрофанов. -Опубл. 30.01.82, Бюл. No 4 .

10) Арыкин, И. Т. Винтовые якоря и механизация заглубления их в грунт / И. Т. Арыкин, И.Я. Бейлин // Реч. трансп. - 1964. №9

11)Бабков, В.Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов / В.Ф. Бабков,

B.М. Безрук. - М.: Высшая школа, 1986. - 239 с.

12) Беляков, Н.Ф. Учебное пособие по основаниям и фундаментам / Н. Ф. Беляков, Г. Я. Николаева, А. А. Стороженко. - Харьков: Изд-во ХГУ, 1966. -222 с.

13)Берзанцев, В.Г. Расчет оснований сооружений: пособие по проектированию / В.Г. Берзанцев - JL: Стройиздат, 1970. - 209 с.

14)Берлинов, М.В. Основания и фундаменты / М.В. Берлинов. - М.: Высшая школа, 1999. - 161 с.

15) Берлинов, М.В. Примеры расчета оснований и фундаментов. / М.В. Берлинов, Б.А. Ягупов. -М.: Стройиздат, 1986. - 173 с.

16)Вихарев А.Н. Расчет формы призмы выпирания грунта при вертикальном сдвиге анкера круглой формы методом квазипотенциального моделирования / А.Н. Вихарев // Совершенсвование техники и технологии лесозаготовок и транспорта леса: сб. науч. тр. факультета природных ресурсов АГТУ, Вып. 4. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. - С. 8086.

17) Вихарев А.Н. -Квазипотенциальное моделирование характеристик работы анкера в грунтовом массиве / А.Н. Вихарев, П.Н. Гагарин // Состояние, проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса Архангельской области / Тез. докл. науч.-практич. Региональной конф. - Архангельск: АГТУ. - 1998. - с. 40-41

18) Вихарев А.Н. Регистрация форм грунтовых призм, образующихся перед анкером при его сдвиге с помощью MATPIV / А.Н. Вихарев, A.JI. Попов, A.A. Емельянов, B.JI. Рымашевский // Наука - Северному региону: сборник материалов научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных, инженерно-технических работников и аспирантов по итогам работ за 2010 год - Архангельск, 2011. - С. 22-22

19) Водный транспорт леса: справочник / Под ред. В.И.Патякина - М: Лесн. пром-сть, 1973. - 404 с.

20) ВСН 506-88. Проектирование и устройство грунтовых анкеров. - М.: Минмонтажспецстрой, 1989. - 59 с.

21) Гинзбург, Л.К. Рекомендации по выбору методов расчета коэффициента устойчивости склона и оползневого давления / Л.К. Гинзбург. -М.: Центральное бюро научно-технической информации, 1986. - 85 с.

22) Голушкевич, С.С. Плоская задача теории предельного равновесия сыпучей среды / С.С. Голушкевич. - JL: ОГИЗ, 1948. - 148 с.

23) Голушкевич, С.С. Статика предельных состояний грунтовых масс / С.С. Голушкевич. - М.: Гостехиздат, 1957. - 288 с.

24) Гольдштейн, М.Н. Механические свойства грунтов / М.Н. Гольдштейн. -М.: Стройиздат, 1971. - 368 с.

25) Гольдштейн, М.Н. Расчеты осадок и прочности оснований зданий и сооружений / М.Н. Гольдштейн, С.Г. Кушнер, М.И. Шевченко - Киев: Бущвельник, 1977. - 208 с.

26) Горбунов-Посадов, М.И. Современное состояние научных основ фундаментостроения / М.И. Горбунов-Посадов. -М.: Наука, 1967. - 36 с.

27) ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. -М.: Стандартинформ, 2008. — 19 с.

28) ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического зернового и микроагрегатного состава. — М.: Издательство стандартов, 2008. - 18 с.

29)ГОСТ 27.001-95. Надежность в технике. Основные положения. - М.: Издательство стандартов, 2002. - 8 с.

30) ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. -М.: Издательство стандартов, 1990. - 38 с.

31)Гудушаури, И.И. Исследование работы фундаментов опор линий электропередач в нескальных грунтах / И.И. Гулушаури, JI.H. Джоев. - М. -Л., Госэнергоиздат, 1969. - 152 с.

32)Гухман, A.A. Введение в теорию подобия / A.A. Гухман. - М.: Высш. шк., 1963.-254 с.

33) Давыдов, И.Н. Экспериментальные исследования и расчет держащей силы мертвых железобетонных якорей и якорных систем / И.Н. Давыдов, Р.Г. Мелешков, Я.К. Аджимян // Тр. координац. совещ. по гидротехнике. - 1964. Вып. XII. - с. 375-386.

34) Джоев, JI.H. Экспериментальные исследования анкерных креплений / Л.Н. Джоев // Гидротехническое строительство. 1956, №9, стр. 28-31

35) Долматов, Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии). - 2-е изд. перераб и доп. / Б. И. Долматов - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 415 с.

36) Долматов, Б.И. Механика грунтов. Основы геотехники (часть 1) Учебник для студентов вузов по стр. спец. / Б.И. Долматов. - М., 2000. - 201 с.

37) Долматов, Б.И. Основания и фундаменты. Основы геотехники (часть 2 Основания и фундаменты) / Б.И. Долматов. - М.: Изд-во АСВ; СПбГАСУ, 2002. - 392 с.

38) Донской, И.П. Водный транспорт леса / И.П. Донской, В.В. Савельев -М.: Лесн. пром-сть, 1973. - 288 с.

39) Зурнаджи, В.А. Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебник / В.А. Зурнаджи, В.В. Николаев. - М.: Высшая школа, 1967. - 416 с.

40) Иванов, П.Л. Грунты и основания гидротехнических сосоружений. Учебник для гидротехн. спец. вузов / П.Л. Иванов. - М.: Высшая школа, 1985.-352 с.

41) Ильюшин, A.A. Механика сплошной среды / A.A. Ильюшин. - М.: Изд-во МГУ, 1990.-310 с.

42) Камусин, A.A. Водный транспорт леса: учеб. для вузов / A.A. Камусин [и др.]; под ред. В.И. Патякина. - М.: Изд-во МГУЛеса. 2000, - 434 с.

43)Кананян, A.C. Экспериментальные исследования устойчивости оснований анкерных фундаментов / A.C. Кананян // Основания, фундаменты и механика грунтов, 1967, №6

44) Клейн, Г.К. Строительная механика сыпучих тел / Г.К. Клей, - М.: Стройиздат, 1977. - 256 с.

45) Копанян, A.C. Исследование работы оснований анкерных фундаментов / A.C. Копанян // Тр. координац. совеш. по гидротехнике. - 1965. - No 40. - С. 332-343. [111]

46) Корниенко M.B. Основания и фундаменты. Учебное пособие / М.В. Корниенко. - Киев.: КНУСА, 2009. - 159 с.

47) Корпачев, В.П. Теоретические основы водного транспорта леса / В.П. Корпачев. - М.: Академия Естествознания. 2009. - 237 с.

48)Корпачев, В.П. Транспорт леса. Теоретические основы водного транспорта / В.П. Корпачев. - Красноярск: КГТА, 1997. - 254 с.

49)Лалетин, Н.В. Основания и фундаменты. Учебник для инж.-строит. вузов. Изд. 2, доп. и перераб. / Н.В. Лалетин. - М.: Высшая школа, 1970. -352 с.

50) Малышев, М.В. Механика грунтов. Основания и фундаменты (в вопросах и ответах) / Учебное пособие/ М.В. Малышев, Г.Г. Болдырев. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. - 328 с.

51) Мариупольский, Л. Г. Несущая способность анкерных фундаментов / Л. Г. Мариупольский // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1965. -№ 1.

52)Маслов, H.H. Механика грунтов в практике строительства (оползни и борьба с ними). Учеб. пособие для вузов / H.H. Маслов. - М.: Стройиздат, 1977.-320 с.

53) Маслов, H.H. Основы инженерной геологии и механики грунтов. Учеб. для вузов / H.H. Маслов. - М.: Высш. шк., 1982. - 511 с.

54) Митрофанов, A.A. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение: монография / A.A. Митрофанов. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2007. - 492 с.

55) Митрофанов, A.A. Расчет несущей способности якорей складного типа заглубляемых в грунт / A.A. Митрофанов, К.А. Морозов // Лесоэксплуатация. Межвуз. сб. научн. тр. - Красноярск: СибГТУ. - 1998. - с. 284-291.

56) Митрофанов, A.A. Новое в креплении сооружений на лесосплавных реках / A.A. Митрофанов, В.Г. Таскаев, А.Н. Вихарев // Актуальные проблемы комплексного использования лесных ресурсов на Европейском севере / Сб. Научн. трудов. - Архангельск - 1989. - С. 46-49

57) Митрофанов, A.A. Якорь для крепления наплавных сооружений / A.A. Митрофанов, Ж.П. Белозеров // Лесн. пром-сть. - 1989. — №7. - С. 12.

58) Митрофанов, A.A. Опора русловая свайная / A.A. Митрофанов, Г.Я. Суров. - Архангельск, 1995. - 2 с. - (Информ. листок о науч.-техн. достижении / ЦНТИ; № 155-95.

59) Митрофанов, A.A. Плотостоянки: учебное пособие / A.A. Митрофанов, Г.Я. Суров. - Архангельск, 1997. - 113 с.

60) Митрофанов, A.A. На реках новые якоря / А.А, Митрофанов // Реч. трансп. - 1990. - № 7. - С. 21-22.

61) Митрофанов, A.A. Якорь лесосплавной ЦЛС-19 / A.A. Митрофанов. -Архангельск, 1988. - 2 с. - (Информ. листок о науч.-тсхн. достижении / ЦНТИ; №88-1).

62) Митрофанов, A.A. Определение держащей силы складных якорей / A.A. Митрофанов // Изв. вузов Лесн. журн. - 1988. - № 3. - С. 38—41. [106]

63) Митрофанов, A.A. Складные якоря новой серии / A.A. Митрофанов // Лесн. пром-сть. - 1990. - № 9. - С. 30.

64) Митрофанов, A.A. Экспериментальная проверка методов расчета несущей способности анкеров и якорей, заглубляемых в грунт / A.A. Митрофанов, К.А. Морозов // Охрана окружающей среды и рацион, использ. природ, ресурсов: сб. науч. тр. - Архангельск, 1997. - Вып. П. - С.59-63.

65) Морс, X. Поведение опор под действием тяговой силы / X. Морс // Строительная техника, вып. А. - 1964. -№1.

66) Николаев, А.И. Опыт крепления наплавных сооружений / А.И. Николаев, A.A. Митрофанов // Лесн. пром-сть. - 1990. - № 10. - С. 15.

67) Обзор методов расчета давления на подпорные сооружения // Гидростроительная компания Евразия [Электронный ресурс]. -Официальный сайт компании. - Режим доступа: http://eurasia.biz.ua/ru/articles/review.html.

68) Освоение серийного производства металлических якорей с повышенным коэффициентом цепкости: отчет по хоздоговорной теме № Х-9-

85 / АЛТИ; рук. Митрофанов A.A. - No ГР 01850061848. - Инв. No 02860017313. - Архангельск, 1985. - 72 с.

69) Основы научных исследований / В.И. Крутов, И.М. Грушко, В.В. Попов и др. Под ред. В.И. Крутова, В.В. Попова. - М.: Высш. шк., 1989. - 400 с.

70)Пат. 1652180 СССР, В 63 В 21/36. Якорь / Митрофанов A.A., Барабанов В.А., Григорьев Н.Л. - Выдан взамен а.с. 16521,80, СССР. Изм. внесено 15.01.92.

71) Пат. 2020357 РФ, МКИ F 16 L 1/06. Складной якорь / A.A. Митрофанов, Н.И. Кубатов, В.А. Шукаев [и др.] - Опубл. 30.09.94, Бюл. No 18.

72) Пат. 2034956 РФ, МКИ Ь 02 Д 5/56, 5/80. Винтовой анкер / A.A. Митрофанов, Н.И. Курбатов, В.А. Шукаев [и др.]. - Опубл. 10,05.95, Бюл. No 13.

73)Патент на полезную модель RU 119358 U1, МПК E02D 5/80. Грунтовый анкер / Суров Г.Я., Вихарев А.Н., Лихачёв С.Е., Попов А.Л. (RU). - 2012116661/03; Заявлено 24.04.2012; Опубл. 20.08.2012, Бюл. №23

74)Пижурин, A.A. Исследование процессов деревообработки / A.A. Пижурин, М.С. Розенлат. - М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 232 с.

75) Пижурин, A.A. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки / A.A. Пижурин, М.С. Розенблат. - М.: Лесн. пром-сть, 1988.-296 с.

76)Пьянков, С.А. Механика грунтов: учебное пособие / С.А. Пьянков, З.К. Азизов. - Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 103 с.

77) Разработка и испытание прогрессивных конструкций свайных анкеров раскрывающегося типа: отчет по хоздоговорной теме No 227 / АЛТИ; рук, Митрофанов A.A. - 01.880024681. - Инв. No 02890017930. - Архангельск, 1988.-25 с.

78) Разработка и испытание прогрессивных конструкций свайных анкеров раскрывающегося типа: отчет по хоздоговорной теме No 227 / АЛТИ; рук.

Митрофанов. А.А. - N0 ГР 01890019081. - Инв. N0 02900005071. -Архангельск, 1989. - 48 с.

79) Родионов, П.М. Методы подобия и его применение к решению задач лесосплава. Учебное пособие / П.М. Родионов. - Л.: ЛТА, 1982. - 84 с.

80) Родионов, П.М. Основы научных исследований. Учебное пособие / П.М. Родионов. - Л.: ЛТА, 1989. - 100 с.

81) Родионов, П.М. Моделирование и оптимизация процессов водного транспорта леса. Учебное пособие / П.М. Родионов, В.П. Полищук. - С-П.: РИО ЛТА, 1993.-71 с.

82) Руководство пользования программы «Аси1а1Ио\у». - Новосибирск: Институт Теплофизики СО РАН, 2007. - 165 с.

83) Сайт университета г. Осло. - Режим доступа: http://folk.uio.no/jks/matpiv

84) Санкт-Петербург, 1889: Первое фотографическое исследование процесса разрушения грунта под фундаментом // Геореконструкция фундаментпроект [Электронный ресурс]. - Официальный сайт компании. -Режим доступа: http://www.georec.spb.ru/journals/07/files/pd£'0407013.pdf

85) Смородинов, М.И. Анкерные устройства в строительстве / М.И. Смородинов. -М.: Стройиздат, 1983. 184 с.

86)СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат,

1985.-40 с.

87) Создание русловых опор новых конструкций: Отчет но хоздоговорной теме N0 221. Промежуточ. / АЛТИ; рук. Митрофанов А,А. - Архангельск,

1986.-72 с.

88) Создание русловой опоры повышенной эффективности. Оказание технической помощи по применению опор ЯС-15, ЯС-30, ЦЛС-19 в условиях Онежского КЛСП: отчет по хоздоговорной теме N0 229/АЛТИ; рук. Митрофанов А.А. - N0 ГР 01890019083. - Инв. N0 02890061275. -Архангельск, 1989. - 67 с.

89) Создание металлической опоры ЯС-200. Оказание технической помощи по внедрению опор ЯС-15. ЯС-30, ЦЛС-19 в условиях Бобровского рейда: отчет по хоздоговорной теме No 228 / АЛТИ; рук. Митрофанов A.A. -No ГР 01890019082. - Инв. No 02890061307. - Архангельск, 1989.-62 с.

90) Создание и внедрение в производство металлических якорей с повышенным коэффициентом цепкости: отчет по хоздоговорной теме No X-9-83 / АЛТИ; рук. Митрофанов A.A. - ШГР 01830049087. - Инв. No 02840043908. - Архангельск, 1983. - 55 с.

91) Создание русловых опорных конструкций: отчет по хоздоговорной теме No 221 / АЛТИ; рук. Митрофанов A.A. - No ГР 01870013518. - Инв. No 02880015079. - Архангельск, 1987. - 53 с.

92) Соколовский, В.В. Статика сыпучей среды / В.В. Соколовский. М.: Наука, 1990.-272 с.

93) Соловьев, Ю.М. К расчету анкерных фундаментов неглубокого заложения / Ю.М. Соловьев // Строительная механика, мосты, конструкции. Труды Новосибирского института инженеров железнодорожного транспорта. Выпуск XXIV. - Новосибирск, НИИЖТ, 1961. - С. 341

94) Справочник по водному транспорту леса / В. А. Щербаков, Ю.П.Борисовец, В.Д.Александров и др.; Под ред. В.А.Щербакова. - М.: Лесн. пром-сть, 1986.-384 с.

95) Справочное руководство по гражданскому и промышленному строительству. Том VIII. Под ред. В.И.Вельмана. - ОНТИ - 1936. - 568 с.

96) Суров, Г.Я. Организация буруговой сплотки: Учебное пособие / Г.Я. Суров, Л.Н. Зунин. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. - 88 с.

97) Суров, Г.Я. Лесосплавной такелаж и такелажные работы: учебн. пособие для вузов / Г.Я. Суров, C.B. Посыпанов, Л.Н. Зунин. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2008. - 138 с.

98) Тейлор, Д. Основы механики грунтов. Пер. с англ. / Д. Тейлор - М.: Госстройиздат, 1960. - 601 с.

99)Тетиор А.Н. Фундаменты: учеб. пособие для студ. учреждений высш. проф. образования / А.Н. Тетиор. - М.: Издательский центр «Академия», 2010.-400 с.

100) Ухов, С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебник / С.Б. Ухов. М., 1994. - 527 е., ил.

101) Ухов, С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты. Изд. 4-е / С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский, под ред. С.Б.Ухова, 2007. - 566 с.

102) Флорин, В.А. Основы механики грунтов. Том I / В.А. Флорин. -M.-JL: Госстройиздат, 1959. - 360 с.

103) Флорин, В.А. Основы механики грунтов. Том II / В.А. Флорин -M.-JL: Госстройиздат, 1961. - 543 с.

104) Фремов М.Г. Руководство по проектированию оснований зданий и сооружений / М.Н. Фремов, Игнатова О.И. и др. - М.: НИИОСП им Н.М.Герасинева Госстроя СССР, 1978.

105) Харр, М.Е. Основы теоретической механики грунтов / М.Е. Харр. - М.: Стройиздат, 1970. - 320 с.

106) Христофоров, B.C. Экспериментальные исследования держащей способности гравитационных анкеров и якорей, заглубляемых в грунт / B.C. Христофоров, A.JI. Тошаев, Р.Г. Мелешков // Тр. координац. совещ. по гидротехнике. - 1965. - No 40. - С. 312-322.

107) Цымбал, С.И. Расчет свайных фундаментов / С.И. Цымбал, И.Ф. Потапенко, А.О. Олейник. - К.: КИСИ, 1990 - 56 с.

108) Цимбельман, Н.Я. Предельное равновесие сплошных и сыпучих сред: методические указания / Н.Я. Цимбельман. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2010.-43 с.

109) Цытович, H.A. Механика грунтов / H.A. Цитович. - М.: Высш. школа, 1979.-272 с.

110) Цытович, H.A. Основания и фундаменты / H.A. Цытович, В.Г. Берзанцев, М.Ю. Долматов. - М.: Высшая школа, 1970. - 384 с.

111) Шегельман, И.Р. Лесные трансформации (XV-XXI в.в.) / И.Р. Шегельман. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. - 240 с.

112) Щиголев, Б.М. Математическая обработка наблюдений / Б.М. Щиголев. - М.: Государственное изд-во физико-математической литературы, 1960.-344 с.

113) Экспериментальные исследования несущей способности свайных анкеров раскрывающегося типа: отчет по хоздоговорной теме No 227 / АЛТИ; рук. Митрофанов A.A. - No ГР 01.900028475. - Инв. No 02.9.10013005. - Архангельск, 1990. - 86 с.

114) Baker W.H., Kondner R.L. Pullout Load Capacity of a Circular Earth Anchor Buried in Sand& National Academy of Sciences, Highway Research Record 108, 1966, Vol. 1, p& 569-576

115) Cristian Heibig. Künstliche Anker beim Seilkraneinsatz state of the art / Christian Helbig // ETHZ D-WAHO Forstliches Ingenierurwesen. - 1997. - CH-8092 Zürich-44 S.

116) Rune W. Time. Two-Phase Flow in Pipelines - Course Compendium with Matlab examples and problems. - Departament of Petroleum Engineering, Faculty of Science and Technology, University of Stavanger, January 2007. - 172 P-

106

Приложение А (обязательное) Алгоритм программы для построения линий скольжения

107

Приложение Б (обязательное) Текст программы для построения линий скольжения

O/q **************$*********************************************************

% Program for PIV calculation in test chamber clc

format compact iml-F:/1101.jpg'; im2-F:/l 102.jpg'; bilde = imread(iml); stor= size(bilde) figure(l) image(bilde); hold on

[x,y,u,v]=matpiv(im 1 ,im2,[64 64; 32 32; 16 16; 16 16],0.002,0.5,'multin');

lx=1280;

ly=1024;

yny=stor(l)-y;

vny=-v;

quiv=10;

figure(2);

quiver(x,yny,u,vny,quiv); %quiver show speed as arrow vectors

figure(3)

image(bilde);

hold on

quiver(x,y,u,v,quiv,'Color','r'); hold off

0/Q * * * * * * ** * * Hi ** * * * * * * * * * * * * * **** * ** * * * ** * * ****** * *************** ************

% Программа для расчёта форм линий скольжения clc

U=sqrt(u.A2+v.A2); X0=0;

Y0=0;

% Расчёт верхней

nl=12; n2=75; n3=31; n4=88;

U1=U (n3,nl); for i=nl:n2

du=0; dumax=0; for j=n3:n4 du = U(ij)-Ul

ifdu > dumax;

Xt = x (i,j)-X0; dumax=du; end

U1=U (i,j); end;

XAl(i)=Xt;

YAl(i)=y(i,j)-YO;

end;

108

% Расчёт скорости

% Координата центра анкера по оси х % Координата центра анкера по оси у линии скольжения А

% Начальное значение по координите у % Конечное значение по координите у % Начальное значение по координите х % Конечное значения по координите х % Начальное значение скорости % Цикл по оси у

% Начальное приращение скорости % Цикл по оси х % Расчёт приращения скорости % Условие поиска максимального приращения скорости в строке х

% Запись текущего значения координаты х % Запись текущего значения приращения скорости % Конец условия

% Запоминание текущего значения скорости % Конец цикла по оси х (найдено максимальное приращение скорости в строке) % Формирование массива значений координаты х по строкам, где максимальное du % Формирование массива значений координаты у % Конец цикла по оси у

% Расчёт нижней линии скольжения В

nl=13; % Начальное значение по координите у

п2=100; % Конечное значение по координите у

пЗ=100; % Начальное значение по координите х

п4=175; % Конечное значения по координите х

U1=U (n3,nl); % Начальное значение скорости

for i=nl :n2 % Цикл по оси у

du=0; dumin^O; % Начальное приращение скорости

for j=n3+5:n4 % Цикл по оси х

аи = и(у)-и1;

< duшin;

Х1 = х(ц)-Х0; dшnin=du; end

и1=и(У);

end; ХВ1 (¡)=Х1; ¥В1(1)=у(У)-У0;

end;

109

% Расчёт приращения скорости % Условие поиска минимального (отрицательного) приращения скорости в строке х % Запись текущего значения координаты х % Запись текущего значения приращения скорости % Конец условия % Запоминание скорости % Конец цикла по оси х (найдено максимальное приращение скорости в строке) % Формирование массива значений координаты х по строкам, где минимальное (отрицательное) du % Формирование массива значений координаты у % Конец цикла по оси у

Г^иге(4) ипЗ=Т:/152.jpg'; 1п^е(ЫЫе); ЬоЫ оп

ркЛ (ХА1, УА1, 'Со1ог7Ь'); р1оЦХВ1,УВ1, 'Со1ог','г'); ЫИе = imгead(iml); Б1ог= з12е(ЫЫе)

% Построение линий скольжения

% Вставка нового рисунка % Считывание рисунка из файла

% Построение верхней линии скольжения % Построение нижней линии скольжения

Приложение В (обязательное)

Статистическая обработка данных, полученных в опытах по определению

форм линий скольжения

Таблица 1 - Расчет отклонений экспериментальных значений от

теоретических

Значения по оси у Значения по оси х Отклонение экспериментальных значений от теоретических

теоретические экспериментальные

2 относительных глубины

0,000 0,500 0,500 0,00%

0,084 0,605 0,590 2,51%

0,167 0,677 0,665 1,77%

0,250 0,733 0,730 0,38%

0,334 0,779 0,786 0,90%

0,417 0,818 0,831 1,66%

0,500 0,852 0,869 2,00%

0,584 0,882 0,898 1,84%

0,667 0,909 0,923 1,49%

0,750 0,934 0,943 1,02%

0,834 0,956 0,959 0,26%

0,917 0,977 0,977 0,05%

1,000 0,997 0,992 0,52%

1,084 1,016 1,006 0,94%

1,167 1,034 1,020 1,33%

1,250 1,051 1,033 1,71%

1,334 1,068 1,047 1,98%

1,417 1,085 1,059 2,34%

1,500 1,102 1,074 2,54%

1,584 1,119 1,085 3,04%

1,667 1,137 1,099 3,37%

1,750 1,156 1,113 3,74%

1,834 1,178 1,124 4,54%

1,917 1,203 1,135 5,66%

2,000 1,235 1,144 7,40%

4 относительных глубины

0,000 0,500 0,500 0,00%

0,083 0,603 0,567 6,00%

0,165 0,673 0,627 6,83%

0,247 0,726 0,683 6,04%

0,329 0,770 0,728 5,49%

0,411 0,806 0,768 4,79%

0,493 0,837 0,806 3,77%

0,576 0,864 0,836 3,30%

0,658 0,888 0,859 3,19%

0,740 0,909 0,879 3,29%

0,822 0,927 0,894 3,62%

0,904 0,944 0,905 4,13%

0,987 0,959 0,914 4,73%

1,069 0,973 0,919 5,49%

1,151 0,985 0,926 6,05%

1,233 0,997 0,930 6,69%

1,315 1,007 0,933 7,36%

1,398 1,017 0,938 7,81%

1,480 1,026 0,942 8,19%

1,562 1,034 0,946 8,58%

1,644 1,042 0,949 8,90%

1,726 1,049 0,948 9,66%

1,809 1,056 0,948 10,25%

1,891 1,063 0,947 10,92%

1,973 1,069 0,947 11,43%

2,055 1,075 0,946 12,03%

2,137 1,081 0,944 12,60%

2,219 1,086 0,944 13,10%

2,302 1,091 0,942 13,68%

2,384 1,096 0,941 14,13%

2,466 1,101 0,941 14,51%

2,548 1,106 0,941 14,87%

2,630 1,110 0,943 15,11%

2,713 1,115 0,944 15,28%

2,795 1,119 0,947 15,40%

2,877 1,124 0,950 15,45%

2,959 1,128 0,953 15,50%

3,041 1,132 0,956 15,55%

3,124 1,137 0,961 15,49%

3,206 1,141 0,966 15,39%

3,288 1,146 0,972 15,18%

3,370 1,151 0,978 14,99%

3,452 1,155 0,988 14,54%

3,535 1,161 0,998 14,06%

3,617 1,166 1,011 13,35%

3,699 1,173 1,024 12,63%

3,781 1,179 1,041 11,72%

3,863 1,188 1,060 10,75%

3,946 1,198 1,079 9,88%

4,000 1,208 1,090 9,77%

6 относительных глубин

0,000 0,500 0,500 0,00%

0,083 0,604 0,574 4,97%

0,165 0,674 0,629 6,65%

0,247 0,727 0,677 6,86%

0,329 0,770 0,728 5,39%

0,411 0,805 0,765 5,00%

0,493 0,836 0,797 4,63%

0,576 0,862 0,821 4,69%

0,658 0,884 0,841 4,87%

0,740 0,904 0,855 5,45%

0,822 0,922 0,864 6,31%

0,904 0,938 0,868 7,41%

0,987 0,952 0,871 8,51%

1,069 0,964 0,870 9,77%

1,151 0,976 0,868 11,01%

1,233 0,986 0,866 12,13%

1,315 0,995 0,864 13,20%

1,398 1,004 0,863 14,06%

1,480 1,011 0,863 14,73%

1,562 1,019 0,864 15,20%

1,644 1,025 0,866 15,56%

1,726 1,031 0,868 15,88%

1,809 1,037 0,871 16,04%

1,891 1,042 0,872 16,34%

1,973 1,047 0,874 16,55%

2,055 1,052 0,876 16,73%

2,137 1,056 0,878 16,89%

2,219 1,060 0,876 17,32%

2,302 1,064 0,884 16,90%

2,384 1,067 0,881 17,41%

2,466 1,070 0,883 17,50%

2,548 1,074 0,884 17,62%

2,630 1,077 0,886 17,68%

2,713 1,079 0,888 17,72%

2,795 1,082 0,891 17,70%

2,877 1,085 0,892 17,78%

2,959 1,087 0,896 17,57%

3,041 1,090 0,899 17,46%

3,124 1,092 0,903 17,29%

3,206 1,094 0,908 17,05%

3,288 1,096 0,911 16,87%

3,370 1,098 0,916 16,63%

3,452 1,100 0,919 16,44%

3,535 1,102 0,923 16,25%

3,617 1,104 0,927 16,05%

3,699 1,106 0,931 15,79%

3,781 1,108 0,934 15,70%

3,863 1,109 0,936 15,61%

3,946 1,111 0,939 15,46%

4,028 1,113 0,943 15,31%

4,110 1,115 0,945 15,21%

4,192 1,116 0,948 15,11%

4,274 1,118 0,951 14,96%

4,356 1,119 0,954 14,80%

4,439 1,121 0,957 14,64%

4,521 1,123 0,961 14,43%

4,603 1,124 0,964 14,22%

4,685 1,126 0,970 13,85%

4,767 1,128 0,973 13,70%

4,850 1,129 0,977 13,49%

4,932 1,131 0,980 13,35%

5,014 1,133 0,989 12,71%

5,096 1,134 0,989 12,85%

5,178 1,136 0,995 12,44%

5,261 1,138 1,001 12,10%

5,343 1,140 1,008 11,65%

5,425 1,143 1,014 11,22%

5,507 1,145 1,024 10,53%

5,589 1,148 1,038 9,59%

5,672 1,151 1,049 8,79%

5,754 1,154 1,064 7,82%

5,836 1,158 1,079 6,80%

5,918 1,163 1,096 5,77%

6,000 1,171 1,119 4,46%

Среднее отклонение 10,07%

Таблица 2 - Расчет корреляционного отношения

У

У Хщ * 2 хпрсэ

0,000 0,500 0,500 0,250 0,250 0,250

0,084 0,605 0,590 0,366 0,348 0,357

0,167 0,677 0,665 0,458 0,442 0,450

0,250 0,733 0,730 0,537 0,533 0,535

0,334 0,779 0,786 0,606 0,617 0,612

0,417 0,818 0,831 0,669 0,691 0,680

0,500 0,852 0,869 0,725 0,755 0,740

0,584 0,882 0,898 0,778 0,807 0,792

0,667 0,909 0,923 0,826 0,851 0,839

0,750 0,934 0,943 0,872 0,889 0,881

0,834 0,956 0,959 0,914 0,919 0,917

0,917 0,977 0,977 0,955 0,954 0,955

1,000 0,997 0,992 0,994 0,984 0,989

1,084 1,016 1,006 1,032 1,013 1,022

1,167 1,034 1,020 1,069 1,040 1,054

1,250 1,051 1,033 1,105 1,067 1,086

1,334 1,068 1,047 1,141 1,096 1,118

1,417 1,085 1,059 1,177 1,122 1,149

1,500 1,102 1,074 1,214 1,153 1,183

1,584 1,119 1,085 1,252 1,177 1,214

1,667 1,137 1,099 1,293 1,207 1,249

1,750 1,156 1,113 1,337 1,239 1,287

1,834 1,178 1,124 1,387 1,264 1,324

1,917 1,203 1,135 1,447 1,288 1,365

2,000 1,235 1,144 1,526 1,308 1,413

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

0,000 0,500 0,500 0,250 0,250 0,250

0,083 0,603 0,567 0,364 0,321 0,342

0,165 0,673 0,627 0,453 0,393 0,422

0,247 0,726 0,683 0,528 0,466 0,496

0,329 0,770 0,728 0,593 0,529 0,560

0,411 0,806 0,768 0,650 0,589 0,619

0,493 0,837 0,806 0,701 0,649 0,674

0,576 0,864 0,836 0,747 0,698 0,722

0,658 0,888 0,859 0,788 0,739 0,763

0,740 0,909 0,879 0,826 0,772 0,798

0,822 0,927 0,894 0,860 0,799 0,829

0,904 0,944 0,905 0,891 0,819 0,854

0,987 0,959 0,914 0,920 0,835 0,876

1,069 0,973 0,919 0,946 0,845 0,894

1,151 0,985 0,926 0,971 0,857 0,912

1,233 0,997 0,930 0,993 0,865 0,927

1,315 1,007 0,933 1,015 0,871 0,940

1,398 1,017 0,938 1,034 0,879 0,953

1,480 1,026 0,942 1,053 0,887 0,966

1,562 1,034 0,946 1,070 0,894 0,978

1,644 1,042 0,949 1,086 0,901 0,989

1,726 1,049 0,948 1,101 0,899 0,995

1,809 1,056 0,948 1,116 0,899 1,002

1,891 1,063 0,947 1,130 0,897 1,006

1,973 1,069 0,947 1,143 0,897 1,012

2,055 1,075 0,946 1,156 0,894 1,017