26. Напряжения в грунте под жестким фундаментом. Теоретическое решение)

Рассмотрим случай плоской задачи: фундаменты передают на грунт сплошную, распределенную полосовую нагрузку:

Изменение напряжений σ по различным вертикальным (z) и горизонтальным (x) сечениям характеризуется эпюрами σz и σx (рис. 2). Как видно из рисунка, напряжения в грунтовой толще изменяются, как непрерывные функции от σmax до σmin как по вертикальному, так и по горизонтальному направлению.

В напряженной зоне грунта имеются точки с одинаковыми напряжениями, через которые можно провести линии (т.н. кривые равных напряжений). Например, линии, проходящие через точки с одинаковым вертикальным напряжением σz, называются изобарами. В сжимаемой толще можно провести какое угодно число изобар (в зависимости от того, какие по величине напряжения соединяются линиями). Семейство изобар принято называть «луковицей напряжений». Построение «луковиц напряжений» полезно при оценке напряженного состояния в основаниях сооружений: подобное изображение наглядно иллюстрирует изменение напряжений в грунте под нагрузкой.

27. Критическое давление на грунт. Решение Пузыревского

28. Фазы напряженного состояния грунта, расчетное сопротивление грунта основания.

I — фаза нормального уплотнения; II — фаза сдвигов; III — фаза выпирания грунта.

При возведении здания или сооружения наблюдается постоянное возрастание давления по подошве фундаментов. При таком характере воздействия в грунтовом основании, как и во всяком твердом теле, возникает напряженно-деформирующее состояние (НДС), которое адекватно интенсивности приложенной внешней нагрузки, причем возникает оно не только в точках контакта подошвы фундамента сооружения и грунта основания, но и на значительной глубине.

30. Величина и направление действия главных напряжений в грунте от действия полосообразной нагрузки

Главные напряжения, т.е наиболее и наименее нормальные напряжения будут для площадок ,расположенных по вертикальной оси нагрузки при

Cтроится эллипс главных напряжений. Угол наклона площадки большего напряжения определяется из выражения:

31. Вертикальные и горизонтальные напряжения в заданной точке грунта от действия полосообразной нагрузки

Вертикальное напряжение σz и горизонтальное σx определяются в точке A, которая имеет те же координаты, что и в предыдущей задаче. Принимается то же значение полосообразной равномерно распределенной нагрузки. Используя тригонометрические функции углов и заданные линейные размеры, определяют угол видимости α, а также углы α1 и α2, которые позволяют найти значения σz и σx по формулам , =

Если угол (α1 + α2) окажется больше 90°, тогда по формуле приведениябудет cos(α1 + α2) = – sin(α1 + α2 – 90°).

32. Условное расчетное сопротивление грунта основания, ширины фундаментов.

Определение расчётного сопротивления грунта основания

R = (γc1 γc2 / k) [MγkzbγII + Mqd1 γII' + (Mq – 1)db γII'+MccII]

где γc1 – коэффициент работы грунтового основания (1,1 – 1,4);γc2 - коэффициент работы здания или сооружения во взаимодействии с основанием (1,0…1,4 для здания с жёсткой конструктивной схемой; 1 – для здания с гибкой конструктивной схемой).K – коэффициент надёжности (1,1 – при определении характеристик грунтов по косвенным данным); (1 – при определении характеристик грунтов по непосредственным данным).Mγ; Mq; Mc - эмпирические коэффициенты (табличные значения), зависящие от φII (расчетное значение угла внутреннего трения грунта несущего слоя, определённого по предельному состоянию).b – меньшая сторона подошвы фундамента (м);γII' - осреднённое (по слоям) расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше отметки подошвы фундамента;γII – то же, но для грунта, залегающего ниже подошвы фундамента;cII – расчетное значение удельного сцепления несущего слоя грунта, определённого по II предельному состоянию;db – глубина подвала (м);d1 – глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений; приведенная глубина заложения для зданий с подвалом, определяемая по формуле: d1 = h2 + h1γп / γII' в соответствии с обозначениями на приведённой схеме.

Схема заглубления фундамента для подвального помещения с обозначением необходимых параметров для вычисления приведённой глубины заложения.

γп – удельный вес конструкции пола подвала.R – расчетное сопротивление грунта основания, это такое давление, при котором глубина зон пластических деформаций (t) под подошвой фундамента равна 1/4b.В соответствии с данным определением можно изобразить схему (см. ниже), определяющую состояние системы фундамент-основание в момент достижения под подошвой фундамента давления, равного расчётному сопротивлению.

Схема развития зон касательных напряжений под подошвой фундамента при передаче давления равного расчётному сопротивлению грунта.