Значение предмета «Механика грунтов»
Механика грунтов является одной из основных инженерных дисциплин для студентов всех строительных специальностей. Она представляет собой теоретическую базу для проектирования оснований и фундаментов так же, как сопротивление материалов и строительная механика – для проектирования строительных конструкций. Без знания основ механики грунтов невозможно правильно запроектировать современные промышленные и гражданские здания и инженерные сооружения.
Знание механики грунтов позволяет наиболее полно использовать несущую способность грунтов, достаточно точно учитывать деформации грунтовых оснований под действием нагрузки и принимать наиболее безопасные и экономичные решения.
Развитие науки «Механика грунтов»
Первой капитальной теоретической работой по механике грунтов является работа Ш. Кулона (1773 г.) о давлении грунта на подпорные стенки. Он же сформулировал закон сопротивления грунта сдвигу. Бурный рост промышленности в XIX веке вызвал расширение строительства, что потребовало развития инженерной геологии и механики грунтов. В это время появились работы Г. Дарси (1856 г.) о движении воды в грунтах, Е. Винклера (1867 г.) о связи осадки
Рис. 1. Блок-схема курса механики грунтов
фундамента с внешней нагрузкой, Ж. Буссинеска (1885 г.) о распределении напряжений в грунте от действия сосредоточенной силы. Профессор В.И. Курдюмов (1889 г.) провел классические опыты по выявлению распределения напряжений и деформаций в массиве грунта от нагрузок на его поверхности. В 1915 г. проф. П.А. Миняев впервые показал применимость теории упругости к расчету напряжений в сыпучих грунтах, а в 1923 г. проф. Н.П. Пузыревский предложил теорию напряженного состояния грунтов, разработав особый метод теории упругости для расчета оснований. В том же году акад. Н.И. Павловский в работе «Теория движения грунтовых вод» заложил основы современных фильтрационных расчетов. К. Терцаги в 1925 г. опубликовал книгу «Строительная механика грунта на основе его физических свойств», которую можно считать первым фундаментальным трудом в этой области. Большим вкладом в современную механику грунтов были работы проф. Н.М. Герсеванова (1931, 1933 г.) «Основы динамики грунтовой массы» и проф. В.А. Флорина (1936 – 1938 г.) по решению плоской и пространственной задач теории фильтрационной консолидации. В это же время (1934 г.) появился первый учебник Н.А. Цытовича «Основы механики грунтов», который затем многократно переиздавался с дополнениями, и до настоящего времени является одним из лучших учебников по механике грунтов.
В последующие годы ХХ века наука механика грунтов бурно развивалась трудами таких ученых, как Г.Е. Паукер, Л. Прандль, В.В. Соколовский, В.Г. Березанцев, Н.Н. Маслов, Д.Е. Польшин, М.И. Горбунов-Посадов, Б.И. Далматов, А.А. Бартоломей, П.Л. Иванов, Ю.К. Зарецкий, З.Г. Тер-Мартиросян С.С. Вялов, К.Е. Егоров и др.
В последнее время развитие новых технологий в строительстве предъявляет новые требования к точности расчетов оснований сооружений. В связи с этим большое внимание уделяется развитию нелинейной механики грунтов, в которой рассматриваются вопросы пластических деформаций и ползучести. Другой важной особенностью развития механики грунтов на современном этапе является использование численных методов расчетов и разработка на их основе программ для ЭВМ.