Исследование изменения собственных частот сваи при оттаивании окружающего грунта

Р. В. Цветков, Г. Н. Гусев

Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук, г. Пермь, Российская Федерация

Аннотация: Свайные фундаменты используются в различных строительных конструкциях, расположенных на грунтах, которые подвержены сезонному замерзанию. Этот процесс может вызывать искажение фундаментов и повреждения конструкций, которые необходимо контролировать с помощью различных датчиков. Работа посвящена исследованию динамических характеристик одиночной сваи, являющейся базовым элементом фундамента, осуществляющим деформационное взаимодействие конструкции с грунтом. При сезонных изменениях температуры в результате оттаивания или замораживания грунтов может происходить заметное изменение их механических свойств, которое оказывает влияние и на деформационное поведение сваи. Для изучения этого процесса был произведен натурный эксперимент, в ходе которого фиксировалось фоновые вибрационные процессы на одиночной свае с грузом в течении нескольких недель. Свая была предварительно заглублена в замерзший грунт в зимний период и находилась в естественных условиях до полного оттаивания грунта. Периодические наблюдения за фоновыми вибрациями сваи с грузом показали, что наблюдается заметное снижение собственных частот (10–20%) при оттаивании грунта, что соответствует изменению жесткости системы «свая–грунт» на 20–40%.

Ключевые слова: свая, мерзлый грунт, Фурье-спектр, собственная частота.

DOI: 10.51790/2712-9942-2024-5-4-15