15 Активні, пасивні тиски грунтів (білет4)

Когда устойчивость откоса требуемой крутизны не обеспечивается, а уположить откос нельзя, для его поддержания приходится устраивать подпорные стенки. Последние, поддерживая грунт, испытывают с его стороны давление, которое называется активным давлением. Рассмотрим подпорную стенку, возведенную на мягких грунтах. Она поддерживает расположенный за ней грунт, который, перемещаясь по поверхности скольжения АС, стремится сдвинуть и повернуть стенку. При небольшом смещении подпорной стенки в призме обрушения ABC наступает предельное равновесие, при котором и будет проявляться активное давление грунта на подпорную стенку. Так как подпорная стенка заглублена в грунт, ее смещение сопровождается развитием давления на грунт в пределах участка А'В'. По мере перемещения низа подпорной стенки (ее фундамента) сопротивление грунта будет возрастать до тех пор, пока в пределах призмы выпирания А'В'С не возникнет предельное напряженное состояние, при котором сопротивление грунта максимально. Это максимальное сопротивление грунта, когда на него давит элемент сооружения, называется пассивным отпором (или пассивным давлением грунта). Таким образом, активное давление и пассивный отпор соответствуют двум крайним случаям предельного напряженного состояния массива грунта у подпорной стенки при ее подвижке (перемещении).

16 Фази деформацій грунтів при навантаженні (білет5)

Механічні процеси в ґрунтах. Розглянемо механічні процеси, що виникають у ґрунтах при дії місцевого поступово зростаючого навантаження. Хай на поверхню ґрунту через жорсткий штамп обмежених розмірів прикладається навантаження і весь час проводяться спостереження за осіданнями штампу. У даному випадку механічні процеси будуть значно складнішими, ніж, при компресійному стисненні, коли спостерігаються тільки затухаючі деформації, оскільки будь-який елемент ґрунту в компресійному приладі випробовує тільки нормальні напруги без можливості бічного розширення. При дії місцевого навантаження довільно виділений елемент ґрунту зазнає окрім нормальних і дотичні зсувні напруги, які досягши певної величини можуть викликати появу місцевих необоротних ковзань зсувів. Тому при дії місцевого навантаження можуть мати місце як затухаючі деформації ущільнення, так і незатухаючі деформації зсуву, перехідні за відповідних умов у пластичну течію випирання, просідання т.п. Якщо ступені навантаження малі і ґрунт має звязність, то перші ділянки на кривій деформацій будуть майже горизонтальними , де початкова ділянка дана у збільшеному масштабі, тобто поки не перевищена структурна міцність, ґрунт буде зазнавати тільки пружні незначні по величині деформації і осідання штампу буде повністю відновлюватися при розвантаженні. Завжди існує деяка величина зовнішнього тиску при якому ґрунт лише ущільнюється і набуває великого опору зовнішнім силам. Фази напруженого стану. Перша фаза напруженого стану ґрунту носить назву фази ущільнення. У будівельному відношенні такий стан ґрунту буде корисним, оскільки ґрунт у фазі ущільнення набуває більш щільну структуру і даватиме менші осідання. При ущільненні залежність між загальними деформаціями і питомим тиском стискуючою напругою з достатньою для практичної мети точністю може бути прийнятий лінійній. Ущільнення ґрунту під навантаженням може продовжуватися ще при декількох ступенях навантаження, проте досягши деякої величини виникає все більше зсувів між частинками ґрунту, оскільки в окремих місцях опір зсуву долається, зявляються ковзання між частинками, поступово формуються окремі майданчики ковзання і зони зсувів. Кінець фази ущільнення і початок утворення зон зсувів, що виникають спочатку у країв площі навантаження, де зсувні напруги є найбільш характерними показниками механічних властивостей ґрунтів і відповідають початковому критичному навантаженню на ґрунт у даних умовах. При подальшому збільшенні навантаження наступає друга фаза — фаза зсувів, перехідна залежно від граничних умов і величини навантаження в пластичну або прогресуючу течію, випирання, просідання і подібні неприпустимі деформації підґрунтя. Залежність між деформаціями і напругами в цій фазі нелінійна. У кінці фази ущільнення початку фази зсувів безпосередньо під штампом починає формуватися жорстке ядро обмежених зсувів частинок, яке розтискає ґрунт у боки, обумовлюючи значні осідання штампу. Це ядро повністю сформоване при досягненні грантом його максимальної несучої здатності, після чого залишається незмінним, але виникають додаткові пластичні області ядра мал. 3.1, пунктирна лінія, які, міняючи своє положення як би вишукують більш слабкі місця у масиві ґрунту, тоді як жорстке ядро, залишаючись без змін, упроваджується в масив ґрунту. При виникаючому при цьому граничному напруженому стані переважають бічні зсуви частинок і формуються безперервні поверхні ковзання, внаслідок чого товща ґрунту втрачає стійкість. Поверхні ковзання. На другій фазі досягши граничної несучої здатності ґрунту що відповідає закінченню формування жорсткого ядра і повному розвитку зон граничної рівноваги можна розрізняти залежно від граничних умов головним чином глибини закладення і густини ґрунтів. Основні випадки з характерними поверхнями ковзання. 1. Фундаменти дрібного закладення, для яких при граничничному навантаженні на ґрунт характерне випирання ґрунту. 2. Фундаменти середньої глибини закладення, для яких при граничному навантаженні також спостерігається випирання, але крива поверхонь ковзання має S-образний контур.