По якій ознаці і як можна підрозділити фундаменти по глибині закладення?

По відносній глибині закладення (глибина закладення d щодо ширини b) вони підрозділяються на фундаменти мілкого закладення (d/b  0,5) (рис. М. 12.2), середньої глибини закладення (0,5<d/b 2), глибокого закладення (2 <d/b 4) і дуже глибокого закладення (d/b > 4).

У перших двох випадках (d/b 2) спостерігається випирання ґрунту на поверхню, в останніх двох випадках відбувається "внутрішнє" випирання ґрунту, а про втрату несучої здатності основи можна судити тільки по початку різкого наростання осаду.

Як деформується ґрунт у часі і як виглядає графік "осадження-час"?

Якщо взяти кубик зв'язного ґрунту (глини), то при малих тисках, що прикладають до нього зверху, відбувається загасання осаду згодом і її стабілізація (фаза загасаючої повзучості  1) (рис. М. 12.3). При подальшому збільшенні навантаження осад буде наростати практично з постійною швидкістю й не стабілізуватися (фаза сталої повзучості  2). Подальший ріст навантаження приведе до такого стану, коли швидкість наростання осаду згодом буде рости й, нарешті, відбудеться повне руйнування ґрунту. Це - фаза прогресуючої текучості  3.

Рис.М12.3. Залежність осаду від часу дії навантаження. Повзучість: 1 - загасаюча; 2 - стала; 3 - прогресуюча

Назвіть фази деформування й де перебувають границі цих фаз на графіку "осаду навантаження"?

На кривій "навантаження-осад" (рис. М. 12.4), отриманої для штампа, що перебуває на поверхні основи, можна розрізнити три фази: I  фазу ущільнення, II  фазу утворення зон зрушень, розмір яких росте з ростом навантаження й III  фазу повного випирання (втрата несучої здатності основою).

Яка схема приймається для визначення границі I фази? Який коефіцієнт бічного тиску ґрунту в умовах природного залягання  0 приймається в схемі Пузирєвського-Герсеванова? Якщо  0 1, чи буде зародження пластичної області відбуватися раніше або пізніше?

Для визначення границі I фази приймається схема, коли основа завантажена рівномірно розподіленим навантаженням p, розташованим на ділянці шириною b. З боків діє пригрузка q, а область граничної рівноваги тільки починає утворюватися в точках A1 і A2. Коефіцієнт бічного тиску  0 у схемі Пузирєвського-Герсеванова приймається рівним одиниці ( 0 = 1). Якщо  0 < 1 або  0 > 1, то в обох випадках область пластичної деформації буде зароджуватися раніше, ніж при  0 = 1 (рис.М.12.5).

Рис.М. 12.5. Визначення критичного навантаження на ґрунт в умовах плоскої деформації при  1> 2: а - навантаження; б - система координат

М.12.6. Який вид мають формули для головних напруг при завантаженні кінцевої ділянки границі напівплощини рівномірно розподіленим навантаженням?

Формули для головних напруг найбільшого  ₁ і найменшого  ₂ мають такий вигляд:

де   кут видимості (див.рис.М.12.5).

Чи приймаються для розрахунку першого критичного навантаження повні значення напруг, у яких ураховується власна вага ґрунту, або тільки додаткові напруги від зовнішнього навантаження?

При виводі формули для першого критичного навантаження приймаються повні значення напруг, що представляють собою сумарні напруги від зовнішнього навантаження р, пригрузки q і ваги ґрунту в розглянутій точці на глибині z, рівні  _z. Вважається що напруги передаються по гідростатичному закону як від ваги  _z, так і від пригрузки q, тобто як від важкої рідини. Тому вважається, що  ₀ = 1.

Яка ставиться екстремальна умова, щоб одержати відсутнє рівняння для визначення величини першого критичного навантаження?

Екстремальна умова полягає в тім, що треба знайти таке значення кута видимості  , щоб при ньому глибина розташування точки із граничним станом z була б максимальною, тобто похідна прирівнювалася б нулю.

Який вид має узагальнена формула Пузирєвського-Герсеванова? У вигляді скількох доданків її можна представити? Чому рівні коефіцієнти формули M_ ,M_q,M_c і від чого вони залежать? Чому дорівнює величина z_max по Пузирєвському-Герсеванову й по СНиП?

Узагальнена формула Пузирєвського-Герсеванова має такий вигляд

Коефіцієнти рівні

При виводі коефіцієнта М згідно СНиП приймається z_max=b/4, коефіцієнти М_, М_q і М_c залежать тільки від кута внутрішнього тертя ґрунту  . У Герсіванова й Пузирєвського було прийнято, що z_max= 0.

Яким чином відбувається процес розвитку областей пластичних деформацій під фундаментом з ростом навантаження?

Рахується, що області пластичних деформацій зароджуються у країв фундаменту; далі з ростом навантаження вони поширюються вглиб і починають заходити під фундамент (рис.М12.10). Нарешті, при навантаженні, що досягає несучої здатності основи, обидві області пластичних деформацій замикаються на осі фундаменту й відбувається різке просідання його вниз.

Який вид має схема розрахунку несучої здатності основи "по Прандтлю"? Що називається "пружним ядром" і де воно перебуває?

При розрахунку величини несучої здатності "по Прандтлю" передбачається існування трьох зон: зони з максимально напруженим станом I (або зони пасивного тиску), зони з мінімально напруженим станом II (або зони активного тиску) і перехідна між ними зона III, що дозволяє одержати плавну зміну напруг без стрибків у них. При цьому передбачається, що навантаження є рівномірним й не має горизонтальної складової. У дійсності ми прикладаємо навантаження за допомогою твердого шорсткуватого штампа, тому безпосередньо під ним замість зони з мінімально напруженим граничним станом формується зона, у якій немає граничного стану і яка як би зливається зі штампом, становлячи з ним одне ціле. Ця зона називається "пружним" або "твердим" ядром (рис.М.12.11).

Рис.М. 12.11. Обрис різних по характеру напруженого стану граничних зон за схемою Прандтля