ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Статистической обработке были подвергнуты результаты 28 параллельных (лабораторных и полевых) определений характеристик деформируемости оттаивающих вечномерзлых грунтов. Статистическая обработка выполнялась в соответствии с ГОСТ 20522-75 (1975).

В ходе предварительного геологического анализа была проведена отбраковка сомни­тельных индивидуальных значений показателей физико-механических свойств грунтов, повреждением монолитов при транспортировке и хранении, лабораторными ошибками

Проведено изучение парных корреляционных точечных графиков физико-механических свойств вечномерзлых грунтов. Вычислены статистические характеристики массива физических характеристик грунта (начальные и центральные моменты, средняя, асимметрия, эксцесс). По результатам вычислений сделан вывод о том, что закон распреде­лений значений физических характеристик грунтов близок к нормальному.

Для каждого параллельного опыта вычислены частные значения поправочных коэффициентовk _aiи k_diк показателям сжимаемости вечномерзлых грунтов (коэффициент оттаивания А _th и сжимаемостиd), полученным лабораторным путем (табл. 1). Коэффициентk _aiоп­ределялся по формуле

, (1)

где А _th,lab- коэффициент оттаивания, полученный лабораторным путем (компрессионные испытания);

А _th,st- коэффициент оттаивания, найденный по результатам испытаний вечномерзлых грунтов горячим штампом.

Частное значение поправочного коэффициентаk_diопределялось по формуле

, (2)

d_lab- коэффициент сжимаемости, вычисленный по результатам лабораторных определений (компрессионные испытания);

d_st- коэффициент сжимаемости, полученный по данным испытаний вечномерзлых грунтов горячим штампом.

Таблица 1. Частые значения поправочных коэффициентовk _aiи k_di

По результатам предварительного визуального анализа степени и характера взаимосвязей между частными значениями поправочных коэффициентов (k _aiи k_di) и физическим характеристиками вечномерзлых грунтов (с помощью точечных графиков парных зависимостей) отобраны наиболее информативные показатели физических свойств вечномерзлых грунтов (суммарная влажность, коэффициент пористости, влажность на границе раскатыва­ния).

Выполнен корреляционно-регрессионный анализ парных зависимостейk _ai=f(w_tot), (e}, (w_p);k_di=f(w_tot), (e}, (w_p. Расчет коэффициентов уравнений регрессии и коэффициентов корреляции выполнялся в табличной форме, а также по стандартным программам.

Адекватность уравнений регрессии проверялась критерию Фишера. Значимость коэффициентов регрессия проверь по t-критерию Стьюдента. Ниже приводится шесть уравнений регрессии, полученных по результатам корреляционно-регрессионного анализа парных зависимостей между частными значениями поправочных коэффициентов и физическими характеристиками вечномерзлых грунтов.

k _ai= 3.562 - 9.056 w_tot, (3)

k _ai-частное значение поправочного коэффициента к коэффициенту

оттаивания, полученному лабораторным путем;

w_tot- суммарная влажность грунта.

Уравнение регрессии значимо при 20 %-ном уровне значимости (по критерию Фи­шера). Величины коэффициентов регрессии статистически значимы на 5 %-ном уровне значимости. Коэффициент корреляции равен 0.602, остаточная дисперсия - 0.212

k _ai= 5.172 - 5.508 е , (4)

где е - коэффициент пористости грунта.

Коэффициент корреляции равен 0.748, остаточная дисперсия - 0.1433.

k _ai= 6.39 - 18.62 w _p , (5)

w _p -влажность грунта на границе раскатывания.

Коэффициент корреляции равен 0.669, остаточная дисперсия - 0.364.

k_di= 8.51 - 34.17 w _tot , (6)

k_di- частное значение поправочного коэффициента к коэффициенту

сжимаемости, полученному по результатам компрессионных

исследований.

Уравнение имеет 10 %-ный уровень статистической значимости, коэффициенты регрессии обладают 5 %-ным уровнем статистической значимости. Коэффициент корреляции равен 0.689, остаточная дисперсия - 0.287.

k_di= 2.41 - 1.72е.(7)

Коэффициент корреляции равен и 0.730, остаточная дисперсия - 0.124.

k_di= 4.22 - 12.91 w _p (8)

Коэффициент корреляции равен 0.794, остаточная дисперсия - 0.008436.

Произведен множественный регрессионный анализ. В качестве аргументов были выбраны суммарная влажность и коэффициент пористости - одни из самых информативных показателей с точки зрения не формального, а геологического подхода.

Предполагаемая зависимость между результативным признаком частное значение поправочного коэффициента) и двумя факториальными (суммарная влажность, коэффициент по­ристости) была принята линейной.

Уравнение связи в этом случае выражается формулой

. (9)

Параметры этого уравнения находятся при решении системы нормальных уравнений, получаемых для наименьших квадратов

, (10)

гдеn-число одновременных наблюдений по трем признакам;

sx,sy,sz- суммы соответствующих значений по этим признакам.

По результатам множественного регрессионного анализа получены уравнения регрес­сии.

k _ai= 5.693 + 26.346 w _tot -14.693е.(11)

Коэффициент корреляции равен 0.646, остаточная дисперсия - 0.347.

k_di= 5.871 + 0,589 w _tot - 7.679е.(12)

Коэффициент корреляции равен 0.624, остаточная дисперсия - 0.312.

Анализ уравнений (11) и (12) показывает, что знаки коэффициентов при показателе w_totпротиворечат ожидаемому характеру зависимости (увеличению поправочного коэффициента при уменьшении суммарной влажности).

Кроме того, названные уравнения дают большой остаточный разброс нормативных значений, нежели уравнения (3) и (6) с одной суммарной влажностью. По нашему мнению, причиной этому может служить то, что коэффициент пористости довольно тесно скоррелирован с суммарной влажностью, которая в свою очередь, достаточно хорошо коррелируется с прогнозируемым показателем - частным значением поправочного коэффициента.

В силу этого к практическому использованиию в качестве прогнозирующих уравнений для составления таблиц поправочных коэффициентов к показателям сжимаемости, полученным лабораторным путем, были приняты уравнения (3) и (6).

С помощью прогнозирующих уравнений построены две таблицы поправочных коэффициентов к лабораторным значениям показателей сжимаемости оттаивавших вечномерзлых грунтов: таблица 2 - к коэффициентам оттаивания, таблица 3 - к коэффициентам сжимаемости. Входом в таблицы служит суммарная влажность вечномерзлого грунта, диапазон изменений которой ограничен значениями 0.15 - 0.22 (в рамках имевшегося экспериментального материала). В таблицах приведены нормативные и расчетные значения (для 85-процент­ного и 95-процентного уровня надежности) поправочных коэффициентов. Область применения таблиц 2 и 3 ограничена. Попра­вочные коэффициентыk _aiи k_diмогут быть использованы для корректировки результатов компрессионных испытаний вечномерзлых элювиальных читинских суглинков массивной криогенной текстуры с суммарной влажностью от 0.15 до 0.22. Для расширения области применения названных таблиц необходи­мы дополнительные экспериментальные исследования.

Таблица 2. Поправочные коэффициенты к лабораторным значениям коэффициентов

оттаивания вечномерзлых элювиальных читинских суглинков

массивной криогенной текстуры

Таблица 3. Поправочные коэффициенты к лабораторным значениям коэффициентов

сжимаемости оттаивавших вечномерзлых элювиальных читинских

суглинков массивной криогенной текстуры

Применение табличных коэффициентовk _aiиk_diв расчетах осадок оттаивающих оснований, ведущихся на основании данных компрессионных испытаний, дает возможность приблизить значения расчетных ожидаемых осадок оттаивающих грунтов к действительным их значениям. Это, в своюочередь, позволит более обоснованно подойти к проектированию зданий и сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, используемых по принципуii.