Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Дальневосточный государственный университет путей сообщения"
(ДВГУПС)
«УТВЕРЖДАЮ»
Председатель
приемной комиссии ДВГУПС,
профессор
________________
«_______» ___________20 __ г.
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНЫХ испытаний
в аспирантуру по специальности
05.23.02 – основания и фундаменты, подземные сооружения
Хабаровск
2014
Обсуждена на заседании кафедры «Мосты, тоннели и подземные сооружения»
«18» января 2014 г., протокол № 18
Заведующий кафедрой _____________________
Одобрена на заседании методической комиссии родственных направлений и специальностей Института транспортного строительства
«19» января 2014 г., протокол № 1
Председатель комиссии _____________________
СОГЛАСОВАНО:
Начальник УМУ
___________________ «____» ____________ 20__г.
Начальник УАД
____________________ «____» ____________ 20__ г.
1. РАЗДЕЛЫ И ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ВСТУПИТЕЛЬНОМУ ИСПЫТАНИЮ
1.1. Механика грунтов. Основания и фундаменты
1.1.1. Состав структура, фазы дисперсных грунтов оснований.
Образование грунтов, грунт как горная порода. Состав грунтов. Структура и текстура грунтов. Показатели фазовых соотношений в грунтах оснований. Формы воды в грунтах. Классификационные признаки грунтов оснований.
1.1.2. Механические свойства грунтов.
Основные закономерности деформаций и прочности грунтов. Общие положения применения механики твердого тела к грунтам оснований. Сжимаемость грунтов. Водопроницаемость грунтов. Сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона. Определение характеристик грунта.
1.1.3. Определение напряжений в массиве грунта на основе модели линейно - деформируемого тела.
Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок. Напряжения от действия собственного веса грунта.
1.1.4. Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов.
Определение осадки фундаментов методами послойного суммирования. Расчет осадки фундамента методом линейно-деформируемого слоя. Расчет осадки фундамента методом эквивалентного слоя.
1.1.5. Оценка прочности оснований.
О предельных состояниях оснований и фундаментов. Определение несущей способности грунтов. Устойчивость грунтов в основаниях сооружений. Устойчивость грунтов в откосах и склонах. Определение давления грунта на подпорные стены.
1.1.6. Определения перемещений фундаментов
Причины развития неравномерных осадок сооружений. Учет совместной работы грунтов основания. фундаментов и сооружений. Комплексная взаимозависимость факторов, подлежащих учету при проектировании фундаментов. Выбор типа и глубины заложения подошвы фундамента. Проектирование оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям). Проектирование оснований по первой группе предельных состояний (по несущей способности). Расчет конечных перемещений фундаментов.
1.1.7. Основы численных методов решения задач механики грунтов.
Основные понятия метода конечных элементов. Упругопластические решения. Метод граничных элементов.
1.1.8. Фундаменты мелкого заложения.
Виды фундаментов мелкого заложения. Проектирование фундаментов мелкого заложения на естественном основании. Строительство фундаментов на местности, не покрытой водой. Работы по разбивке фундаментов. Крепление стен котлованов. Осушение котлованов. Разработка грунта и устройство фундаментов. Особенности строительства фундаментов на местности, покрытой водой. Перемычки. Разработка грунта и бетонирование фундаментов.
1.1.9. Укрепление грунтов под основаниями.
Устройство песчаных подушек. Способы укрепления грунтов. Способы уплотнения грунтов.
1.1.10. Свайные и столбчатые фундаменты.
Виды свайных и столбчатых фундаментов. Конструкции свай и столбов. Несущая способность свай и столбов на осевую нагрузки по сопротивлению грунта. Несущая способность свай и столбов по сопротивлению материала ствола. Железобетонные сваи прямоугольного и квадратного сечения с симметричным армированием. Железобетонные сваи круглого сечения. Расчет сваи или столба на поперечные нагрузки с учетом деформативности материала ствола и окружающего грунта. Расчет фундаментов с наклонными сваями или столбами. Расчет фундаментов с вертикальными сваями или столбами. Порядок проектирования свайных и столбчатых фундаментов.
1.1.11. Сооружение свайных и столбчатых фундаментов.
Вибрационный метод погружения свай и оболочек. Погружение свай путем забивки. Применение подмыва для облегчения погружения свай и оболочек. Устройство фундаментов из буронабивных свай и столбов. Сооружение ростверков.
1.1.12. Массивные фундаменты мелкого заложения.
Опускные колодцы. Кессоны. Фундаменты, сооружаемые способом «стена в грунте».
1.1.13. Фундаменты в особых условиях.
Фундаменты в вечно мерзлых грунтах. Фундаменты на просадочных грунтах. Фундаменты в сейсмически активных районах.
1.1.14. Методика выбора фундамента и основания.
Оценка грунтовых условий. Выбор типа фундамента.
1.1.15. Усиление оснований и фундаментов и изменение условий работы грунтов в основании.
Причины, обуславливающие необходимость усиления оснований и фундаментов. Приемы усиления оснований и фундаментов. Особенности устройства фундаментов вблизи существующих сооружений. Оптимизация проекта фундаментов и сооружения в целом.
1.2. Подземные сооружения. Геомеханика.
1.2.1. Массив пород и его механические модели.
Массив пород. Упругая и вязкоупругая модели массива. Жесткопластическая и упругоспластическая модели. Упругопластическая неоднородная модель массива. Вязкопластическая модель. Раздельно-блочная модель.
1.2.2. Напряженное состояние пород в массиве.
Начальное напряженное состояние массива пород. Напряженное состояние массива пород вокруг незакрепленной выработки.
1.2.3. Оценка устойчивости породных обнажений.
Формы потери устойчивости. Вывалообразование. Нарушение сплошности слоистых пород. Устойчивость монолитных пород. Устойчивость пород, обладающих пластическими свойствами. Классификация пород по устойчивости.
1.2.4. Взаимодействие крепи подземных сооружений с массивом пород. Взаимодействие с массивом пород крепи горизонтальной выработки круглого сечения. Выработка некруглого сечения.
1.2.5. Массив пород как жесткопластическая среда.
Гипотеза свода. Опускающийся столб пород. Давление на крепь при наличии зоны нарушенных пород. Давление на крепь ствола в сыпучей среде. Сползающий объем пород вокруг ствола.
1.2.6. Упругопластический массив пород
Образование зоны пластических деформаций без разрушения. Образование зоны разрушения. Учет сопротивления пород за пределом прочности.
1.2.7. Массив пород как вязкопластическая среда.
Опускание столба пород. Полярно-симметричное деформирование массива пород.
1.2.8. Стадии взаимодействия крепи с массивом пород и их описание с помощью моделей.
Классификация механических моделей. Стадии взаимодействия крепи с массивом. Анализ взаимодействия крепи с массивом как исходная предпосылка к расчету крепи.
1.2.9. Классификация крепи подземных крепи сооружений.
Типы и виды крепи горных выработок и подземных сооружений. Предварительный выбор крепи.
1.2.10. Монолитная бетонная и железобетонная крепь (обделка).
Основные свойства и механические характеристики бетона. Виды и конструкции бетонной и железобетонной крепи (обделок). Расчет крепи вертикальных шахтных стволов. Расчет крепи стволов, сооружаемых способом бурения. Расчет замкнутых в плане конструкций, возводимых способом "стена в грунте". Расчет крепи горизонтальных выработок и тоннелей. Расчет обделок тоннелей мелкого заложения. Расчет крепи горных выработок и обделок тоннелей некруглого сечения.
1.2.11. Сборная бетонная и железобетонная крепь.
Виды и конструкции сборной крепи. Кольцевая крепь. Расчет сборно-монолитной крепи. Расчет крепи с учетом видов стыков элементов.
1.2.12. Чугунная тюбинговая крепь
Механические характеристики и свойства чугуна чугунные тюбинги. Крепь (обделки) из чугунных тюбингов. Расчет чугунной тюбинговой крепи. Устойчивость чугунной тюбинговой крепи
1.2.13. Сталебетонная крепь.
Конструкции сталебетонной крепи стволов, напорных тоннелей и шахт, подземных емкостей. Расчет сталебетонных обделок напорных тоннелей и шахт. Расчет сталебетонной крепи вертикальных шахтных стволов. Оптимальное проектирование трехслойной сталебетонной крепи шахтных стволов, сооружаемых бурением
1.2.14. Рамная металлическая крепь.
Прокатные профили, применяемые в подземном строительстве. Конструкции рамной крепи. Проектирование податливой крепи. Расчет жесткой рамной крепи.
1.2.15. Набрызгбетонная крепь.
Виды и характеристики набрызгбетона. Расчет набрызгбетонной крепи.
1.2.16. Анкерная крепь.
Виды анкерной крепи и конструкции анкеров. Проектирование и расчет анкерной крепи. Проектирование и расчет крепи в сочетании с анкерами.
1.3. Методы расчета подземных сооружений
1.3.1. Аналитические методы расчета монолитной бетонной и железобетонной крепи вертикальных шахтных стволов.
Расчет на горное давление в массиве с гравитационным полем начальных напряжений. Расчет крепи ствола в тектоническом поле напряжений. Расчет водонепроницаемой крепи ствола на действие внешнего равномерного гидростатического давления подземных вод. Расчет крепи ствола в зоне влияния очистных работ.
1.3.2. Аналитические методы расчета крепи капитальных горных выработок, в том числе имеющих некруговое поперечное сечение.
Постановка задач. Пример расчета крепи капитальной горной выработки.
1.3.3. Расчет набрызгбетонной крепи горных выработок.
Особенности крепи из торкрет - и набрызгбетона. Способы нанесения набрызгбетонной смеси. Специальные виды набрызгбетона. Аналитический метод расчета набрызгбетонной крепи.
1.3.4. Расчет многослойных подземных конструкций вертикальных шахтных стволов, горизонтальных выработок и обделок тоннелей.
Многослойные крепи для сложных гидрогеологических и горнотехнических условий. Определение напряженного состояния многослойных крепи вертикальных стволов, горных выработок и обделок тоннелей, имеющих круговое очертание.
1.3.5. Расчет обделок комплексов взаимовлияющих параллельных тоннелей и горных выработок в сейсмических районах.
Математическая модель формирования напряженного состояния многослойных обделок взаимовлияющих параллельных круговых тоннелей с массивом грунта при действии собственного веса грунта, давления грунтовых вод, внутреннего напора для гидротехнических туннелей, а также при тектонических или сейсмических воздействиях. Аналитический метод расчета обделок комплексов взаимовлияющих параллельных тоннелей и горных выработок в сейсмических районах.
1.3.6. Расчет обделок тоннелей мелкого заложения, сооружаемых в условиях плотной городской застройки.
Особенности проектирования и области применения комплексов тоннелей мелкого заложения. Аналитический метод расчета многослойных обделок взаимовлияющих параллельных круговых тоннелей мелкого заложения, в том числе – сооружаемых с применением инъекционного укрепления грунта.
1.3.6. Расчет обделок подземных сооружений на тектонические и сейсмические воздействия.
Напряжения в массиве пород при действии тектонических сил. Расчет обделок подземных сооружений на тектонические воздействия. Пример расчета. Типы волн при сейсмических воздействиях. Напряжения в массиве при сейсмических воздействиях. Расчет обделок подземных сооружений на сейсмические воздействия.
1.3.7. Расчет обделок подводных тоннелей.
Мировой опыт строительства подводных тоннелей при развитии коммунальных и транспортных сетей. Аналитический метод расчета обделок параллельных круговых подводных тоннелей. Аналитический метод расчета обделок подводных тоннелей произвольного поперечного сечения.
2. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Типы фундаментов и область их применения.
2. Классификация фундаментов мелкого заложения.
3. Порядок проектирования фундаментов мелкого заложения.
4. Расчет оснований фундаментов мелкого заложения по несущей способности.
5. Проверка несущей способности подстилающего слоя.
6. Расчет фундаментов мелкого заложения на устойчивость.
7. Расчет оснований по деформациям.
8. Определение крена фундамента и горизонтального смещения верха опоры.
9. Устройство фундаментов мелкого заложения.
10. Типы крепления стен открытых котлованов.
11. Расчет закладного скрепления.
12. Конструкции шпунтового скрепления.
13. Устройство фундаментов мелкого заложения в акваториях.
14. Водоотлив и осушение грунтов.
15. Гидроизоляция фундаментов и подземных сооружений.
16. Назначение размеров и глубины заложения фундаментов в открытых котлованах.
17. Типы и конструкции свай и ростверков.
18. Порядок проектирования свайных фундаментов с низким ростверком.
19. Выбор материала и назначение размеров ростверков свай.
20. Определение несущей способности свай по материалу.
21. Определение несущей способности свай по грунту.
22. Определение количества и размещения свай в ростверке.
23. Расчет свайного фундамента по несущей способности.
24. Проверка давления на грунт по подошве свайного фундамента.
25. Расчет свайного фундамента по деформациям.
26. Особенности проектирования свайных фундаментов с высоким ростверком.
27. Методы определения несущей способности свай.
28. Испытания свай пробными грузами.
29. Динамические испытания свай.
30. Последовательность работ по устройству свайных фундаментов.
31. Оборудование для погружения свай.
32. Выбор типа молота для забивки свай.
33. Устройство набивных свай.
34. Отказ свай и методы его определения.
35. Конструкции фундаментов глубокого заложения.
36. Опускные колодцы и способы их применения.
37. Расчет опускных колодцев на эксплуатационных нагрузки.
38. Расчет опускных колодцев на строительные нагрузки.
39. Способы погружения опускных колодцев.
40. Столбчатые фундаменты. Конструкции столбов и оболочек.
41. Порядок проектирования фундаментов из оболочек.
42. Определение несущей способности оболочек по грунту.
43. Классификация и свойства вечномерзлых грунтов.
44. Назначение глубины заложения фундаментов в вечномерзлые грунты.
45. Принципы проектирования и строительства фундаментов на вечномерзлых грунтах.
46. Определение несущей способности свай и столбов в вечномерзлых грунтах.
47. Фундаменты в пучинистых грунтах. Факторы пучения грунтов.
48. Проверка фундаментов на выпучивание.
49. Усиление и реконструкция фундаментов.
50. Фундаменты типа “стена в грунте”.
3.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА
3.1.Основная литература
1. Добров грунтов : учебник для вузов / .— М.: Академия, 2008
2. Шашенко грунтов : учеб. пособие для вузов / , , .— Киев: Новий друк, 2008.
3. Симагин и устройство фундаментов вблизи существующих сооружений в условиях плотной застройки. Обследование, инженерные изыскания, проектирование, устройство, мониторинг / .— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: АСВ, 2010.
4. Пилягин оснований и фундаментов зданий и сооружений: учеб. пособие для вузов / .— М.: АСВ, 2007.
5. Шилин подземного пространства (зарождение и развитие : учеб. пособие для вузов / .— М.: МГГУ, 2005
6. Конюхов городских подземных сооружений мелкого заложения. Специальные работы : учеб. пособие / .— М.: Архитектура-С, 2005.
7. Кожаринова теории упругости и пластичности : учеб. пособие / .— М.: АСВ, 2010.
8. Саммаль методы расчета подземных сооружений: монография/ , , . - Тула: ТулГУ, 2013.
9. Картозия геотехнология : учеб. пособия для вузов / , , .— М.: Изд-во МГГУ, 2003.
3.2. Дополнительная литература
1. Бартоломей грунтов / Soil mechanics: учебник для вузов / .— 2-е изд., перераб. и доп. — М.: АСВ, 2004.
2. Ухов грунтов, основания и фундаменты : Учеб. пособие для вузов/ , , и др.; Под ред. .— 3-е изд., испр. — М.: Высш. шк., 2004.
3. Малышев грунтов. Основания и фундаменты (в вопросах и ответах : учебное пособие для вузов / , .— М.: АСВ, 2004.
4. Рудяк использование городского подземного пространства для гражданских объектов / .— М.: Изд-во МГГУ, 2003.
5. Куликова управления рисками в городском подземном строительстве.— М.: Изд-во МГГУ, 2005.
6. Пономарев подземного пространства :учеб. пособие для вузов / .— М.: АСВ, 2006.
7. Самуль теории упругости и пластичности: учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. – Т. 1. – М.: Высшая школа, 1982.
8. Александров методы в контактных задачах теории упругости / , .— М. : ФИЗМАТЛИТ, 2004.
9. Булычев подземных сооружений: учебник для вузов/ . – М: Недра, 1982.
10. Булычев подземных сооружений в примерах и задачах/ . – М: Недра, 1989.
11. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. – М., 2003.
4. ПРОЦЕДУРА ПРОВЕДЕНИЯ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ
1.На вступительном экзамене по специальности поступающего должен продемонстрировать знание фактического материала по механике грунтов и пород, фундаментам и основаниям, знать классификацию горных выработок и подземных сооружений, основных видов применяемой крепи и обделок, показать владение аналитическими методами расчета подземных сооружений.
2. Вступительный экзамен проводится экзаменационной комиссией письменно по тестовым заданиям. Для подготовки ответа поступающий использует экзаменационные листы, которые сохраняются после приема экзамена в течение года.
3.Экзаменационные тестовые задания должны включать не менее 20 вопросов в соответствии с разделами программы. Проверка ответов заканчивается собеседованием.
4.На каждого поступающего заполняется протокол приема вступительного экзамена, в котором фиксируются вопросы экзаменаторов к поступающему.
5.Уровень знаний поступающего оценивается на «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно».
6.Протокол приема вступительного экзамена подписывается членами комиссии с указанием их ученой степени, ученого звания, занимаемой должности.
7.Протоколы заседаний экзаменационных комиссий хранятся по месту сдачи вступительных экзаменов и являются основой для проведения конкурса при поступлении в аспирантуру.
Форма № 1
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Дальневосточный государственный университет путей сообщения"
(ДВГУПС)
ПРОТОКОЛ №______
заседания экзаменационной комиссии от____________________________ 20____г.
Состав комиссии:________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(Утвержден приказом по Дальневосточному государственному университету путей сообщения № _____от _____2014 г.)
Слушали:
Прием вступительного экзамена в аспирантуру
от_______________________________________________________________________
(должность, наименование организации)
(фамилия, имя, отчество)
по специальной дисциплине Основания и фундаменты, подземные сооружения
________________________________________________________________________
На экзамене были заданы следующие вопросы:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Постановили: считать, что тов.____________________________________________
выдержал экзамен с оценкой_______________________________________________________
Председатель экзаменационной комиссии__________________________________________
Члены экзаменационной комиссии________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
