54 Упругие деформации грунтов и методы их определения.

При многократном действии нагрузки и разгрузки грунт постепенно будет приходить в упруго-уплотненное состояние, характеризующееся постоянством его упругих свойств.

Методы определения упругих деформаций грунтов:

- Метод общих упругих деформаций, когда учитываются упругие перемещения не только точек, лежащих под нагруженной поверхностью, но и точек, лежащих вне ее. Базируется на строгих решениях теории упругости для упругого полупространства и для упругого слоя ограниченной конечной толщины, лежащего на несжимаемом основании.

- Метол местных упруг деформ, когда учитываются лишь деформации непосредственно в месте приложения нагрузки, а общие деформации массива грунта не рассматриваются. Базируется на гипотезе Фусса-Винклера, согласно кот давление в данной точке прямо пропорционально лишь местной осадке грунта в этой точке

- Обобщенные методы, учитывающие как общее восстанавливающие деформации, включая упругие, так и местные, но остаточные деформации.

55 Определение конечных осадок слоя грунта при сплошной нагрузке (основная задача).

При действии сплошной нагрузки, слой грунта будет испытывать только сжатие без возможности бокового расширения, совершенно аналогичное компрессионному сжатию в невысоком цилиндре с жесткими стенками.

Осадка грунта в этом случае происходит вследствие изменения его объема за счет уменьшения пористости при увеличении внешнего давления, а объем твердых частиц остается практически неизменным.

Осадка S равна разности высот грунта до уплотнения нагрузкой и после:

Учитывая, что изменение коэф-та пористости прямо пропорционально изменению давления то :

e₀ – начальный коэф пористости, Сс – коэф компрессии, Ро – начальное давление грунта Pi – давление i-ой ступени нагрузки

5 6. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования.

Производится исходя из условия S<S_U,

где S - величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчетом;

S_u - предельная величина деформации основания фундаментов зданий и сооружений, принимаемая по табл. Б.1 [2]

Для определения осадки фундамента составим схему.

Толщу грунта под подошвой разбивают на отдельные слои глубиной h_i=(0.2-0.4)b.

Ординаты эпюры σ_zqi вычисляются в характерных горизонтальных сечениях (на нижней границе каждого слоя, под подошвой фундамента, на уровне грунтовых вод) по формуле:

где γ_i- удельный вес i - го слоя грунта, кН/м3; h_i – толщина i- го слоя грунта.

Для водонасыщенных слоев грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо определять удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды.

Величина дополнительного вертикального напряжения для любого сечения ниже подошвы фундамента вычисляется по формуле

где α - коэффициент, учитывающий изменение дополнительного вертикаль­ного напряжения по глубине и определяемый в зависимо­сти от (Z - глубина рассматриваемого сечения ниже подошвы фундамента, b - ширина фундамента) и (l - длина фундамента);

Р₀ - дополнительное давление под подошвой фундамента, кПа;

Построив эпюры σ_zq и σ_zpi определяет нижнюю границу сжимаемой (активной) зоны грунта, которая находится на глубине Нс ниже подошвы фундамента, где .

Осадка отдельного фундамента на основании, расчетная схема кото­рого принята в виде линейно-деформируемого полупространства с услов­ным ограничением глубины сжимаемой толщи, определяется по формуле где β- коэффициент, равный 0,8;

n - число слоев, на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания;

h_i - толщина i - го слоя грунта, см; σ_zpi- среднее дополнительное напряжение в i - ом слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах i- го слоя, кПа; Е_i- модуль деформации i-го слоя, кПа.