Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2851.Механика грунтов конспект лекций [Электронный ресурс]

..pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
77.83 Mб
Скачать

Из треугольника ОЕС

sin φ=

EC

=

 

 

(σ1 σ2 ) / 2

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OC c ctg φ+ σ2 + (σ1

σ2 ) / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

σ1 σ2

 

= sin φ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ1 + σ2 + 2Pe

 

 

 

 

σ1 σ2 = 2 sin φ(σ1 + σ2 + Pe ),

 

 

 

c

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Pe

=

 

= c ctgφдавление связности;

 

 

 

 

 

tgφ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c =

1

. σ1 σ2 tgφσ1 + σ2

 

 

 

cos φ

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

281

Если главные напряжения σ 1 и σ 2 выразить через составляющие напряжения σ z , σ y, τ yz,

то условия предельного равновесия можно представить:

– Для песков

(σz

σy )2 + 2yz

= sin

2

φ

 

 

(σy + σz )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– Для глин

 

(σz σy )2 + 2yz

= sin

2

φ

 

 

(σy + σz + 2c ctgφ)2

 

282

Дифференциальные уравнения равновесия грунтов в предельно напряженном состоянии (плоская задача)

 

σy

+

 

τyz

= 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

σz

 

 

 

τyz

 

 

 

 

+

 

= γ

 

 

 

z

 

 

 

σy

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив условие предельного равновесия для связного грунта (например), система уравнений может быть решена.

(σz σy )+ 2yz

=sin

2

φ

(σz + σy + 2 c ctg φ)2

 

283

Начальная критическая нагрузка

σ

= γ( h + z ) = σ

Гидростатическое распределение

1гр

 

2гр напряжений от собственного веса

 

 

грунта

284

σ1 = P πγh (α+ sin α) + γ( h + z ) ,

σ2 = P πγh (αsin α) + γ( h + z ).

Подставим выражения в уравнение предельного равновесия:

,

 

 

σ1 + σ2

 

 

 

 

σ1

σ2

= 2 sin φ

 

 

+ Pe

,

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Pe

= c ctgφ,

 

 

P γh

 

P γh

α

 

 

= c cos φ

 

sin αsin φ

 

+

γh + γz

π

π

 

 

 

 

 

285

относительно z

 

α

α

 

 

ctgφh,

z =

 

P

γ

 

 

 

c

 

 

 

h cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = Ркр,

 

 

 

πγ

 

 

sin φ

 

γ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pкр =

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

(γzmax + γh + c ctgφ)+ γh,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ctgφ+

φ

π

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при zmax= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула Н.П. Пузыревского (1929)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pнач

=

π(γh + c ctgφ)

+ γh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кр

 

 

 

 

 

ctgφ+ φ

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

286

Для идеально связных грунтов

τmax = σ1 σ2 c

 

Pнач = π с+γh

2

кр

 

При достижении интенсивности давления Ркр в отдельных точках под подошвой, прежде всего под краями фундамента, возникают зоны предельного равновесия

287

Исходя из практики строительства, в СП 22.13330.2011 допускается развитие пластических деформаций на краевых участках фундаментов на глубину Zmax = 1/4b.

По Н.Н. Маслову Zmax = b tgφ – принцип линейной деформируемости

P

= R =

π (0, 25 γb + γh + c ctgφ)

+ γh.

 

кр1/ 4

 

ctgφ + φ

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Отсюда понятие R – расчетное сопротивление грунта.

Под R понимается такое давление, при котором глубина зон

 

пластических деформаций (зоны разрушений) равна ¼ b

 

(подошвы фундамента).

288

 

Расчетное сопротивление грунта согласно пп. 5.6.7 СП 22.13330.2011 определяется как

R =

γc1

γc 2

M

γ

K

bγ

ΙΙ

+ M

q

d

γI + ( M

q

1) d γI + M

C

 

 

 

 

 

K

 

z

 

 

1

ΙΙ

 

 

b ΙΙ

C ΙΙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

289

где γ с1 и γ с2 – коэффициенты, условий работы;

k – коэффициент, принимаемый равным: k1=1, если прочностные характеристики грунта (ϕ и с) определены

непосредственными испытаниями, и k1=1,1, если они приняты по табл. СНиП;

Мγ , Мq , Mc – безразмерные коэффициенты, принимаемые по

табл. СНиП;

kz – коэффициент, принимаемый равным:

<10 м kz=1,

10 м kz=z0 /b+0,2 (здесь z0 = 8 м);

b – ширина подошвы фундамента, м;

γ II – осредненное расчетное значение удельного веса

грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);

γ /II

– то же, залегающих выше подошвы;

сII

– расчетное значение удельного сцепления

 

грунта, залегающего непосредственно под подошвой

фундамента, кПа (тс/м2);

290