Лекция 1

1 Введение. Основные понятия

1.1 Предмет науки и задачи курса механики грунтов

1.2 Место науки среди других разделов механики

1.3 Краткий исторический обзор

1.4 Основные представления о грунтах

1.5 Классификация, происхождения и состав грунтов.

1.6 Форма, размеры и взаимное расположение частиц в грунте.

1.7 Структурные связи между частицами грунта

Вопросы для самоконтроля

1.1 Предмет науки и задачи курса механики грунтов

Определить предмет науки – значить выявить круг вопросов, которые она изучает.

Дисциплина механика грунтов рассматривает широкий круг вопросов, связанных с оценкой грунтов для работы в качестве оснований зданий и сооружений, дорог различного назначения или использования их в виде строительного материала и среды, в которой расположены сооружения.

Основной целью проектирования и строительства зданий и инженерных сооружений является выполнения следующих требований:

1) сооружение должно соответствовать заданным функциональным назначениям,

2) должны быть обеспечены соответствующая прочность и надежность зданий и сооружений в процессе эксплуатации,

3) строительство и эксплуатация зданий и сооружений должны быть экономичным и эко логичным.

Основными задачами, решаемыми в процессе изучения дисциплины, являются:

1. в определении и исследовании напряжений и деформаций в грунтовых массивов под действием

2. внешних нагрузок и собственного веса,

2) расчет на прочность и устойчивость оснований зданий

и сооружений,

3) определение давлений на ограждающие конструкции

4) определение давлений на неглубоко расположенные подземные элементы сооружений.

Решение данных задач для различных случаев нагружения имеет непосредственное приложение

в практике строительства.

Основной целью курса является изложение инженерной теории расчета оснований по предельным состояниям с учетом норм строительного проектирования.

1.2 Место науки среди других разделов механики

Механика грунтов, как часть раздела механики ДТТ развивает навыки и приемы творческого мышления присуще строительной дисциплине. В связи с этим дадим беглый обзор разделов механики, с целью выявления места прикладной науки механика грунтов

Механика сплошной среды

Механика газов

Механика жидкости

Механика особых сред

Механика деформируемого твердого тела

Механика деформируемого твердого тела(МДТТ)

→ Сопромат

→ Теория упругости

→ Строительная механика

→ Механика грунтов

→ Механика сыпучих сред

- ----Механика грунтов Основания и фундаменты

1.3 Краткий исторический обзор

До ХVI века общей «теории» строительства не существовало, строили полагаясь на опыт. Размеры фундамента выбирали в зависимости от прочности грунтов оснований. В конце XVIII века появилась первая теория, рассматривающая сопротивление грунта сдвигу.

В 1773 г. француз Ш. Кулон – разработал способ расчета давления сползающего грунта на подпорную стенку (строительство фортификационных сооружений на юге Франции) и теория прочности сыпучих материалов современной механике как закон Кулона-Мора.

Академик Фусс (Россия, 1801) и инженер Винклер (Франция, 1867) предложили механические модели грунтового основания для расчета конструкций, взаимодействующих с грунтовой средой.

Дарси (Франция, 1856) Закономерности фильтрационных процессов в песчаных грунтах и обобщены в современной механике как закон ламинарной фильтрации.

Буссинеска (Франция, 1885) “О распределении напряжений в упругой почве от сосредоточенной силы” до настоящего времени изучается в курсе механики грунтов и является основополагающим в теории распределения напряжений в грунтовой среде. Механика грунтов как самостоятельная дисциплина возникла с момента опубликования монографии профессора Терцаги (Германия, 1925) “Строительная механика грунтов” и установление основополагающей в теории расчета осадок зависимости, как закон уплотнения Терцаги.

На базе этих и последующих исследований в 30^х годах ХХ века была создана наука механика грунтов.

Маслова Н.Н. – развитие инженерной геологии, механика грунтов в приложении к строительству гидротехнических сооружений.

Сумгина М.И. – инженерное мерзлотоведение

Цытовича Н.А.(герой социалистического труда, член - корреспондент АН СССР) – развитие механики грунтов, оснований и фундаментов на вечной мерзлоте.

1.4 Основные представления о грунтах

Что же такое грунт? «Зачем называть один и тот же камень то горной породой, то грунтом?»

Давайте разберемся. Дело в том, что понятие «грунт» появилось в России во времена Петра I. Тогда делались первые попытки соединить каналом Волгу с Балтийским морем и началось строительство новой столицы государства российского — Санкт-Петербурга. Этот термин понравился, был быстро подхвачен строителями и вошел в обычный обиход.

Попытаемся дать точное определение термина” грунт”

Существует ряд определений: