8. Структурно-фазовая деформируемость грунтов.

1. при передаче внешней нагрузки фазы грунта по-разному ведут себя;

2. при рассмотрении грунтов необходимо выделять связные структуры и сыпучие;

3. при нагружении в грунтах возникают упругие и остаточные деформации;

4. при давлениях 0,1-0,3 МПа зависимость между деформациями и напряжениями линейна.

С ростом внешнего давления можно представить, что разрушение модели вызовет в первую очередь действие касательного напряжения, так как прочность структурных связей меньше, чем прочность минеральных частиц. Эти касательные напряжения будут восприниматься силами структурного сцепления и трения. Силы трения зависят от величины нормальных напряжений. Разрушение модели будет сопровождаться сдвигом по некоторой поверхности, т.е. формированием поверхности скольжения.

Формирование поверхностей сдвига в грунте связано с перемещением частиц.

Сопротивление грунта сдвигу является основным показателем прочности грунта и используется при расчетах оснований и фундаментов.

- касательное напряжение, соответствующее структурным связям между частицами. Если , то грунт деформируется как сплошное тело. При>частицы сдвигаются и

происходит более компактное их расположение.

происходит формирование поверхностей скольжения

и разрушение грунта.

9. Модель местных упругих деформаций. Модель упругого полупространства. Модель линейно-деформируемого слоя ограниченной толщины.

10. Метод угловых точек. Влияние формы и площади нагрузки.

11. Распределение напряжений в случае плоской задачи. Равномерная нагрузка. Нагрузка по треугольнику.

12. Распределение напряжений под жестким штампом. Расчетное и фактическое в процессе нагружения основания.

Аналитическое решение по определению значений величин контактных напряжений, получено Буссинеску в виде зависимости:

Расчётная схема для решения задачи Буссинеску.

Анализируя аналитическую зависимость (см. приведённую выше формулу и схему), можно записать, что

При ρ = r → Рρ = ∞

При ρ = 0 → Рρ = 0,5Р_ср

и построить теоретическую эпюру контактных напряжений. Фактически же, грунт под подошвой фундамента, при давлениях, стремящихся к бесконечности (краевые точки) разрушаясь, приводит к перераспределению напряжений, возникает практическая эпюра (см. приведенную схему). Однако в данной методике также не учитываются свойства грунта основания.

При дальнейших исследованиях было установлено, что эпюра контактных напряжений под подошвой фундамента будет зависеть от его гибкости (Г) - обобщённой характеристики, учитывающей деформативные свойства основания.

Р = f(Г)

Понятие гибкости (Г) было введено профессором Горбуновым-Посадовым М.И.

• Е₀ – модуль деформации грунта;

• ℓ – полудлина фундамента (балки);

• Е₁ – модуль упругости материала фундамента;

• h₁ – высота фундамента.

Эпюры контактных напряжений под подошвой фундамента в зависимости от его гибкости. Крайняя правая схема на данном рисунке показывает, что для абсолютно жёстких фундаментов (Г=0), в целях аппроксимации, принята не фактическая седлообразная эпюра контактных напряжений, а прямоугольная (использование аппарата теории упругости к грунтам).

Форма эпюры контактных напряжений зависит и от ширины подошвы фундамента Р = f(b) и при прочих равных условиях (m_v – const; N – const) и может быть представлена на следующей схеме:

Эпюры контактных напряжений под подошвой фундамента в зависимости от его ширины.

Форма эпюры контактных давлений зависит и от степени нагружения фундамента Р = f (N) и при прочих равных условиях (m_v – const; F - const) может быть представлена на следующей схеме:

Эпюры контактных напряжений под подошвой фундамента в зависимости от степени нагружения.

Таким образом, приведённые примеры дают наглядную картину изменения величины и формы эпюры контактных напряжений в зависимости от поэтапного нагружения (увеличение веса сооружения в процессе его строительства), что значительно осложняет решение поставленной задачи.