Тема 3. Предельное напряженное состояние грунтов

Подтема 3.1. Фазы напряженного состояния грунтов

Предельное напряженное состояние грунта в данной точке соответствует такому напряженному состоянию, когда малейшее добавочное силовое воздействие нарушает существующее равновесие и приводит грунт в неустойчивое состояние: в массиве грунта возникают поверхности скольжения, разрывы, просадки и нарушается прочность между его частицами и агрегатами, что недопустимо при воздействии на грунты сооружений.

В данной подтеме необходимо изучить механические процессы, возникающие в грунтах при действии местной постепенно возрастающей нагрузки. Особое внимание следует уделить фазам напряженного состояния грунта, образованию поверхностей скольжения, условиям предельного равновесия для сыпучих и связных грунтов.

Литература  2, с. 111-120; 3. с. 41-47

Вопросы для самопроверки:

1. Что называется предельным равновесием грунта в точке?

2. Опишите стадии деформаций оснований сооружений.

3. Каково условие предельного равновесия для сыпучих грунтов?

4. Каково условие предельного равновесия для связных грунтов?

5. Как определить направления площадок скольжения для любой заданной точки?

Подтема 3.2. Критические нагрузки на грунт

В данной подтеме следует обратить внимание на два вида критической нагрузки: 1 – нагрузка, соответствующая началу возникновения в грунте зон сдвигов и окончанию фазы уплотнения (начальная критическая нагрузка, безопасная в основаниях сооружений); 2 – нагрузка, при которой формируются сплошные области предельного равновесия, грунт приходит в неустойчивое состояние и полностью исчерпывается его несущая способность (предельная критическая нагрузка на грунт в данных условиях загружения).

Литература  2, с. 120-134; с. 41-47

Вопросы для самопроверки:

1. Дать определения критическим нагрузкам на грунт.

2. Приведите формулу Н.П. Пузыревского для начальной критической нагрузки на грунт.

3. Приведите формулы для определения предельной критической нагрузки для различных видов загрузки.

Тема 4. Устойчивость склонов, откосов, подпорных стен

Подтема 4.1. Устойчивость массивов грунта

Анализ устойчивости массивов грунта имеет большое практическое значение при проектировании земляных сооружений (насыпи, выемки, дамбы, земляные плотины, котлованы и т.д.). Это частная задача общей теории предельного напряженного состояния.

При изучении устойчивости склонов, откосов прежде всего следует рассмотреть условия устойчивости сыпучих и связных грунтов, затем ознакомиться с существующими методами расчетов по оценке устойчивости существующих откосов и методами построения проектируемых откосов устойчивого профиля (метод КЦПС – круглоцилиндрических поверхностей скольжения, метод прислоненного откоса, метод Маслова).

Следует обратить внимание на способы учета ползучести грунтов, гидродинамического эффекта и динамических воздействий при оценке устойчивости откосов.

Литература 1, с. 512-526; 2, с. 134-145; 3, с. 47-50

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте оценку устойчивости откосов и укажите методики их расчета.

2. Как влияют фильтрационные силы на устойчивость откосов?

3.Что является основными причинами нарушения устойчивости массивов грунта?

4. Какие существуют основные виды оползней?

5. Как определить предельное давление на поверхность откоса?

6. Как построить очертание равноустойчивого откоса?

7. Что является основными мерами по увеличению устойчивости массивов грунта и борьбе с оползнями?

Подтема 4.2. Давления грунтов на ограждения

В данной подтеме необходимо изучить устойчивость подпорных стен и давление грунтов на подпорные стены.

Вопросы давления грунтов на ограждения являются важнейшими в инженерных расчетах и решают их на базе теории предельного напряженного состояния грунтов и общих методов решения ее задач: аналитического, графо-аналитического, графического.

При рассмотрении вопроса давлений грунтов на ограждения необходимо ознакомиться с понятиями активного и пассивного давлений грунта, а затем освоить аналитические и графические методы определения давления грунта на подпорные стены. Важно также уметь определять давления на стены при частных случаях их очертания, наклона поверхности засыпки и неоднородности грунтов.

Литература  2, с. 145-160; 3, с. 51-55

Вопросы для самопроверки:

1. Что является основными предпосылками к методам определения давления грунта на ограждения?

2. Какие допущения Кулона используют для практических расчетов активного давления грунтов на подпорные стенки?

3. Дать понятия активного и пассивного давления грунтов на ограждения.

4. В чем заключается графический метод определения давления грунтов на подпорные стенки?

5. Начертите эпюры распределения давлений на задней грани стенки при слоистом напластовании грунтов и наличии на поверхности грунта равномерно распределенной нагрузки.