- •1 Основные понятия и определения курса.
- •2 Цели и задачи курса. Связь с другими дисциплинами.
- •Главная задача курса освоение методик расчета грунтовых оснований.
- •4 Грунтовые основания. Происхождение грунтов.
- •5 Составные части (компоненты) грунтов. Грунты представляют собой пористые материалы, поры которых могут быть полностью или частично заполнены водой. Составные части
- •6 Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
- •7 Виды воды в грунтовом основание.
- •8 Воздух и органические вещества в грунте.
- •9 Понятие о текстуре и структуре грунтов.
- •10 Физические свойства грунтов и их характеристики.
- •11 Пределы Аттерберга
- •12 Классификация грунтов по гост.
- •14 Сжимаемость грунтов. Компрессионные испытания.
- •15 Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.
- •16 Сжимаемость массива грунта. 17 Испытание грунта штампом.
- •18 Полевые методы определения модуля деформации грунта.
- •19 Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.
- •20 Сопротивление грунта сдвигу. Основные понятия.
- •21 Основные понятия теории прочности грунта.
- •22 Предельное сопротивление грунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.
- •23 Закон Кулона для связанных и несвязанных грунтов.
- •24 Испытания по схеме трехосного сжатия.
- •25 Условия прочности несвязных связных грунтов ( испытания в стабилометре).
- •26 Полевые методы испытания на сдвиг.
- •27 Водопроницаемость грунтов. Законы движения воды в грунте
- •Закон Дарси Закон ламинарной фильтрации или закон Дарси (Дарси, 1885) записывается виде:
- •28 Эффективные и нейтральные давления (напряжения) в грунте.
- •29 Природа (физические причины) длительного протекания деформаций в грунте.
- •30 Особые свойства грунта.
- •31 Использование характеристик физических свойств грунтов для приближенной оценки их механических свойств.
- •32 Выбор расчетных значений характеристик грунта.
- •33 Напряжение в грунте от собственного веса.
- •34 Напряжение в грунте от сосредоточенной силы.
- •35 Напряжения в грунте от распределенной нагрузки.
- •Напряжения от действия внешней нагрузки под центром фундамента.
- •36 Метод угловых точек.
- •37 Напряжения в грунте от вертикальной равномерно распределенной полосовой нагрузки.
- •38 Распределение напряжений в грунте по подошве фундамента сооружения.
- •39 Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
- •Метод коэффициента постели
- •41 Определение начального критического давления.
- •42 Определение конечного критического давления
- •43 Расчет конечных осадок
- •Определение деформаций оснований (осадки) по методу послойного суммирования
- •Расчет осадок по методу эквивалентного слоя
- •♯ Виды нарушения откосов
- •♯ Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения
- •♯ Давление грунта на ограждающую поверхность
- •44 Алгоритм расчета осадки основания фундамента
- •4 5. Понятие о расчете осадок во времени
39 Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
Общие положения. Определение действительного характера распределения контактных напряжений имеет большое значение для гидротехнических сооружений и конструкций со значительными площадями в плане. Такие сооружения и конструкции обладают конечной жесткостью: их деформации соизмеримы с осадками основания. Необходимо учитывать совместность деформаций основания и сооружения. Вертикальные и горизонтальные перемещения основания зависят не только от свойств грунта (модуля деформации Е0 и коэффициента бокового расширения ν), но и от жесткости сооружения.
Ленточный фундамент на упругом основании.
Методы теории линейно деформируемой среды
Большинство методов расчета балок, лежащих на упругом основании, основано на совместном решении интегрального уравнения для осадки контактной поверхности дифференциального уравнения упругой оси балки:
|
(1) |
где EI – жесткость балки;
q(x) – внешняя, распределенная по длине балки нагрузка;
P(x) – неизвестное реактивное давление основания;
По методу М.И.Горбунова-Посадова прогиб балки – z(x) и перемещения – w(x) ограничивающей плоскости полупространства представляются в виде бесконечнх степенных рядов:
|
(2) |
|
(3) |
Из условия совместности перемещений Аu=Bu. Реактивное давление основания.
Уравнения (2), (3) связаны зависимостью Буссинеска для перемещений загруженного участка плоскости, ограничивающей линейно деформируемое полупространство. Выражения для четных членов ряда:
|
(4) |
для нечетных членов
|
(5 ) |
где α=l/b,
l – длина балки;
b – ее ширина;
Нагрузку на балку с определенной степенью приближения можно представить в виде ряда
Тогда уравнение примет вид:
Коэффициенты левой части уравнения можно определить с помощью зависимостей. Коэффициенты b правой части зависят от внешней нагрузки.
Различают балки и плиты абсолютно жесткие и упругие; бесконечные и полубесконечные, короткие.
Для абсолютно жесткой балки
М.И.Горбуновым-Посадовым разработаны таблицы и графики, позволяющие определять реакции грунта по подошве балок и плит, прогибы, моменты и перерезывающие силы в них.
По методу Б.И.Жемочкина для расчета фундаментных балок и плит на линейно деформируемом основании применяются методы сил и деформаций, как для статически неопределимых систем. С этой целью непрерывная эпюра реактивных давлений основания заменяется ступенчатой; между балкой (плитой) и сжимаемым основанием вводятся условные недеформируемые шарнирно опертые стержни, воспринимающие усилия, приложенные в центрах отдельных участков ступенчатой эпюры реактивных давлений.
Метод И.А.Симвулиди заключается в том, что совместно решаются дифференциальное уравнение четверного порядка упругой линии балки и уравнение Фламана для деформаций поверхности грунта при плоской деформации массива. Балка рассматривается, как тонкий брус, деформирующийся по длине. При этом в расчет не принимаются поперечные деформации по высоте сечения балки и трение между балкой и грунтом. Реактивное давление основания на балку задается в виде многочлена третьей степени с четырьмя коэффициентами:
где L – длина балки.
Коэффициенты ai зависят от свойств основания, размеров и жесткости конструкции. Для их определения используются следующие условия контакта балки с основанием:
1) равенство прогибов балки и перемещений поверхности грунта на ее левом конце;
2) равенство ординат кривых прогибов и перемещений грунта в середине балки;
3) равенство площадей, ограниченных обеими линиями деформаций;
4) равенство третьих производных функций прогибов и перемещений грунта в середине балки. Эти условия дополняются двумя условиями равновесия балки и двумя граничными условиями.
В результате решения восьми уравнения, составленных на основе указанных условий, получены общие расчетные формулы в простой замкнутой форме при любой нагрузке балки для реактивных давлений, поперечных сил и изгибающий моментов.