7.4. Связь между расчетными значениями модуля деформации и коэффициента постели

Между расчетными значениями модуля деформации Е₀ и коэффициентом постели, исходя из приравнивания осадок, вычисленных по той и другой гипотезе, устанавливается связь

k_s = . (132)

Значение k₀ определяется по рис.34 в зависимости от отношения сторон прямоугольного фундамента α, его опорной площади А и коэффициента Пуассона грунта ν₀, принимаемого для песков ν₀=0,3, для суглинков и супесей ν₀=0,35, для глин ν₀=0,4.

Рис.34. Зависимость k₀ от α

Осадки жесткого прямоугольного фундамента на однородном основании определяются по формуле

s = , (133)

где Р – суммарная центрированная нагрузка на фундамент.

Осадки жесткой плиты лишь немного меньше (на 7%) средних осадок гибкой плиты при равномерной нагрузке.

Расчеты по обеим гипотезам, даже при использовании формулы (132), дают, как правило, различные результаты в отношении изгибающих моментов в конструкции и ее изгиба. Только для узких балок при α≥10 можно подобрать отличное от определяемого формулой (133) значение коэффициента постели, при котором результаты расчета будут близки. Однако при равномерной нагрузке или при нагрузке, приближающейся к ней, получить близкие результаты расчета при любом соотношении между Е₀ и k невозможно. Формула соотношения между Е₀ и k_s для узких балок шириной В имеет вид:

k₂ = . (134)

Гибкие фундаменты в настоящее время рассчитываются преимущественно по гипотезе упругого полупространства. Этот расчет при фундаментах большой опорной площади, в десятки или сотни квадратных метров, дает, однако, преувеличенное значение осадки, изгиба и изгибающих моментов, так как гипотеза игнорирует уплотнение грунта с глубиной, вызванное действием его собственного веса. Кроме того, при больших опорных площадях грунт под фундаментом сжимается в основном без возможности бокового расширения, что не учитывается при опытном определении модуля деформации штампом.

Чтобы приблизить расчетные условия к действительным, при больших опорных площадях используют схему, согласно которой основание представляет собой сжимаемый слой, подстилаемый несжимаемым основанием. Удобно также использовать схему однородного полупространства с повышенным модулем деформации так, чтобы расчет по этой схеме давал значение, равное ожидаемой осадке.

7.5. Определение расчетных значений модуля деформации е0

Модуль деформации Е₀, МПа, определяется на основе полевых испытаний штампом площадью 5000 см². При отсутствии данных, полученных опытным путем, допускается устанавливать его значение по таблицам. Использование данных компрессионных испытаний не рекомендуется, так как это приводит к заниженным значениям Е₀. Исключение составляют слабые грунты с модулем деформации Е₀ ≤ 7 МПа, для которых следует использовать компрессионные данные.

Для неоднородного многослойного основания следует пользоваться осредненным значением модуля Е₀, определяемым формулой

Е₀ = , (135)

где h_i – толщина i-го слоя грунта, см; Е_i – модуль деформации данного слоя, МПа; σ_i – среднее значение нормальных напряжений, МПа, для данного слоя на вертикальной оси под центром подошвы конструкции, принимается, что опорная площадь равномерно загружена и собственный вес не учитывается.