Анкерні властивості грунтів-аналогів дисперсних відкладів небесних тіл земної групи

В. А. Корольов

Анкерні властивості відносяться до класу фізико-механічних властивостей грунтів і характеризують здатність грунту утримувати при висмикуванні з нього предмети різної форми: анкери, балки, стержні і т.п. Вивчення цих властивостей особливо важливо при інженерно-геологічної оцінки грунтів, що розглядаються в якості підстав або середовища для різних анкерних пристроїв, щогл, опор, та інших конструкцій систем інженерного захисту. Особливе значення Їх можна розглядати також при розробці анкерних пристроїв-якорів донних підводних апаратів, а також посадочних автоматичних космічних апаратів, які необхідно жорстко закріплювати на поверхні при посадці. У зв'язку з цим нами проводилися різнобічні дослідження анкерних властивостей піщано-гравійних грунтів -- модельних сумішей грунтів-аналогів дисперсних поверхневих відкладень небесних тел Земної групи: Марса, Місяця і Фобоса.

Штучні грунти-аналоги представляли собою піщані, пилуватого-піщані і піщано-гравійних сумішей різного гранулометричного складу, близького до поверхневих дисперсним відкладів зазначених небесних тіл. Досліди проводилися на спеціальному великогабаритному стенді, до якого містився аналізований грунт. При цьому в стенді створювалися модельні одно-і багатошарові грунтові товщі, потужністю до 1,5 м.

Випробувальний стенд був обладнаний спеціальним пристроєм для створення і визначення зусилля висмикування з грунту поміщається в нього анкера. Як анкерів випробовувалися спеціальні металеві зонди-якорі різної форми і розмірів. Зонд-анкер з тонким металевим тросом містився в товщу досліджуваного грунту на різну глибину, під різними кутами і т.п., після чого висмикуються з грунту, і при цьому визначалося висмикує зусилля. Для усунення та зменшення впливу сили тяжіння (величина якої пренебрежимо мала на невеликих небесних тілах типу Фобоса) висмикування зонда проводилося в горизонтальному напрямку. Досліди велися з п'ятикратної повторністю для кожного виду випробувань і потім оброблялися статистично.

В результаті проведених досліджень було вивчено вплив цілого ряду чинників на анкерні властивості піщано-гравійних грунтів, а саме: гранулометричного складу грунтів, щільності їх складання, будови багатошарової грунтової товщі, форми зонда-анкера, кута його нахилу до поверхні, кута висмикування зонда-анкера та ін Встановлено залежності зусиль висмикування анкерів різної форми від величини їхнього заглиблення в грунти різного гранулометричного складу. Показано, що зі зменшенням дисперсності і збільшенням щільності складення грунтів величина висмикують зусиль зростає, тобто параметри анкерних (утримують) властивостей грунтів збільшуються. У багатошарових товщах грунтів найбільші параметри анкерних властивостей обумовлюються за рахунок більш щільного і менше дисперсного шару.

Крім того, встановлено вплив розміру і форми зонда-анкера на формування навколо нього зони обтікання, що утворюється при переміщенні частинок грунту в ході висмикування анкера. Виявлено, що обсяг зони обтікання грунту навколо анкера залежить від форми анкера, його розмірів і їх співвідношення з розміром часток грунту. Показано, що визначальним у формуванні анкерних властивостей піщано-гравійних грунтів є їх внутрішнє тертя. Отримані статистично-обгрунтовані параметри зусиль висмикування зондів-анкерів різної форми для різних типів піщано-гравійних грунтів-аналогів, які можуть використовуватися для оцінки анкерних властивостей грунтів.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://geo.web.ru/