Механика грунтов. Лекция 1. Стр. 14

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Кафедра оснований, фундаментов и подземных сооружений

Конспект лекций

Механика грунтов

специальность 8.092 101 Промышленное и гражданское строительство

Утверждено на заседании кафедры ОФиПС

Протокол № 8 от 19.02.2010 г.

Авторы:

д.т.н., проф. Петраков А.А.,

к.т.н., доц. Яркин В.В.,

к.т.н., доц., Казачек Т.В.

Макеевка ДонНАСА – 2010 г.

Конспект лекций по дисциплине «Механика грунтов»

Тематический план лекционных занятий

Курс лекций рассчитан на 18 учебных часов.

Лекция 1. Введение в курс. Краткий исторический обзор. Строительные свойства грунтов. Основные закономерности механики грунтов. Закон уплотнения Карла Терцаги (2 часа).

Лекция 2. Фазы напряженно-деформированного состояния грунта. Принцип линейной деформируемости. Закон прочности Кулона – Мора. Закон ламинарной фильтрации Дарси (2 часа).

Лекция 3. Распределение напряжений в грунтовом массиве от действия внешних нагрузок. Задача Ж. Буссинеска и ее приложения (2 часа).

Лекция 4. Задача Фламана. Закономерности распределения давлений. Изобары, распоры, сдвиги. Контактные напряжения. Напряжения от собственного веса грунта (2 часа).

Лекция 5. Теория предельного напряженного состояния грунта. Задача Пузыревского. Начальные и предельные критические давления. Огибающие зон предельного равновесия. Давление грунта на подпорные стены. Устойчивость подпорных стен (2 часа).

Лекция 6. Устойчивость грунтовых откосов (2 часа).

Лекция 7. Модели грунтового основания. Методы расчета осадок (2 часа).

Лекция 8. Нестационарные модели грунтового основания. Фильтрационная консолидация и ползучесть грунта. Нелинейные модели грунтового основания (4 часа).

Лекция 1. Введение в курс. Краткий исторический обзор. Строительные свойства грунтов. Основные закономерности механики грунтов. Закон уплотнения Карла Терцаги

1. Содержание, цели и задачи курса

Механика грунтов изучает проблемы прочности и устойчивости грунтовых массивов и определяет условия их использования в качестве оснований объектов строительства. Настоящий курс являются естественным продолжение курсов «Инженерная геология» и «Инженерные изыскания в строительстве». Основной целью курса является изложение основ инженерной теории расчета оснований по предельным состояниям I и II группы в интеграции с нормами строительного проектирования. Основными задачами, решаемыми в процессе изучения курса, являются: установление основных закономерностей механики грунтов и обобщение их в виде законов; изучение распределения напряжений в грунтовом массиве при действии различных нагружающих факторов; исследование прочности оснований и грунтовых массивов с использованием теории предельного равновесия; изучение методов расчета осадок оснований фундаментов, в том числе в условиях незавершенной консолидации грунтов, слагающих основание.

2. Краткий исторический обзор

Первой фундаментальной работой по механике грунтов принято считать исследование Кулона (Франция, 1773) по теории прочности сыпучих тел, известное в 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. Закономерности фильтрационных процессов в песчаных грунтах были впервые установлены Дарси (Франция, 1856) и обобщены в современной механике как закон ламинарной фильтрации Дарси. Труд профессора 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”. Именно ему принадлежит установление основополагающей в теории расчета осадок зависимости, известной как закон уплотнения Терцаги. Существенное развитие механика грунтов получила в работах ученых русской школы: Пузыревский А.П. (1923), Герсеванов Н.М. (1931), Флорин В.А. (1936), Соколовский В.В. (1942), Егоров К.Е. (1948), Березанцев В.Г. (1948). Первый курс лекций по механике грунтов был подготовлен в СССР профессором Цытовичем Н.А. (1934). Достижения украинских ученых в области механики грунтов отражены в работах Швеца В.Б., Гольдштейна М.Н., Клепикова С.Н. и др.