17. Жесткий фундамент

Если фундамент обладает жесткостью превосходящей жесткость пород основания, то такой фундамент по отношению к породе рассматривают как недеформируемый.

Жесткий фундамент – ф. напряжения в основании которого не полностью равны нагрузке, а деформации не соответствуют деформациям фундамента. Поэтому у жестких фундаметнтов в плоскости его соприкосновения с грунтом всегда возникают дополнительные напряжения, с помощью которых происходит перераспределение деформаций. Горбунов-Посадов предложил оценивать жесткость фунд по след. формуле:

Г = , где и μ₀ – модуль деформации и коэффициент поперечного расширения породы основания; E и μ – модульупругости и коэф Пуассона материала фундамента; l₁ – половина длины фундамента; h₁ – высота (толщина) фундамента; I – момент инерции сечения полосы.

Все фундаменты сооружения делятся на: абсолютно гибкие – земляные насыпи; практически гибкие – невысокие одноэтажные здания с разрезными балками покрытия; практически жесткие (большая часть зданий); абсолютно жесткие (элеваторы, печные трубы, доменные печи).

При Г<1 фундамент может считаться абсолютно жестким, при 1 Г 10 полоса рассчитывается как имеющая конечную жесткость.

Конструкции жестких фундаментов работают только на сжатие.

Если на жесткий фундамент действует вертикальная нагрузка, приложенная к центру, то вертикальные перемещения всех точек породы в контактной плоскости с фундаментом должны быть равны между собой. Деформации жестких фундаментов:

17. Понятие о напряженном состоянии грунта.

Прочность и устойчивость сооружений – опр-ся напряжениями, которые возникают под действием внешних нагрузок и свойствами г.п.

По изменению напр сост массива опр-т сферу взаимодействия с инж сооруж для расчета напряжений исп-т ур-е теории упругости, которые м.б использованы для любых линейно деформируемых тел в этом случае зоны пластич деформаций либо отсутствуют, либо имеют незначительную глубину развития.

На грунты действуют два вида сил:

- объемные (природные) - сила тяжести, сила магнитного воздействия, сила элек поля, фильтрационные силы.

- поверхностные (внешние) – силы регулируемые, управляемые – давление.

Объект механики грунтов выражается в кг/см², Па, МПа, Т/м².

Поверх силы оказывают влияние на основания, вызывая напряжения в последних.

Напряжения – интенсивность распр-я внутр усилий в выделенном элементе породы. Чтобы рассчитать деформации нужно знать величину напряжений.

Все внешние силы делятся:

- сосредоточенные – идеализированное предст о силе (кг*с, Н)

- распределенные – приложена к площади (кг*с/см², Па, МПа, Т/м²)

Величина напряжений зависит от внешней силы Р, от координаты точки в которой мы определяем напряжения, от направления площадки, для которой определяется напряжение. Опр-ся по формуле: σ = P/S.

Напряжения направленные перпендикулярно к рассмат-й площадке – нормальные: σ_n= σ sinα;

А в плоскости площадки – касательные: τ = σ_α cosα.

17. Расчет осадки в условиях одномерного сжатия.

Выполняют в том случае, если соотношение мощности сжимаемого слоя h и ширины фундамента b не превышает одной четверти, т. е. h/b 0,25. Одноразмерное сжатие возникает, например, если на небольшой глубине от подошвы фундамента залегает практически несжимаемый слой горной породы, либо когда нагрузка на породу распределена по большой площади или при намыве территории, предназначенной для хозяйственного освоения.

Нормальные напряжения, возникающие в породе при одноразмерном сжатии в результате приложения к ее поверхности вертикальной равномерно распределенной нагрузки, по глубине не меняются и равны интенсивности распределения внешней нагрузки (σ_z=p).

S= ; S=h₁ε_z= где а – коэф сжимаемости; Е – модуль деформации; – интервал давлений; – коэф пористости до уплотнения; μ – коэф поперечной деформации; h₁ – высота призмы породы до уплотнения, равная мощности сжимаемого слоя; ε_z –относительная осадка призмы, ε_z= ;(значения снимаются с компрессионных кривых). Если принять = р и обозначить множитель , выражение для расчета осадки будет иметь вид: S= .

Выражение для расчета осадки при одноразмерном сжатии можно быть получено также исходя из анализа зависимостей обобщенного закона Гука:

ε_z

ε_y =

ε_x=

В случае одноразмерного сжатия деформации от действия нормальных составляющих напряжения по вертикальным площадкам и отсутствуют, поэтому ε_x= ε_y=0, =