книги / Механика грунтов

Рис. 185. Влияние уплотненности песка на его несущую способность при внецентренной нагрузке

сопротивлений (Н. А. Цытович, Р. С. Шеляпин и Н. Н. Усков и др.)1 и путем постановки специальных испытаний по методу

ки, как указывалось в начале этой главы, з а в и с и т от п е р е ­

Для изучения первых двух случаев подробные опыты были поставлены проф. И. В. Яропольским4. Им было показано, что перемещения стенки вызывают уменьшение давления грунта на

Н. А. Ц ы т о в и ч , Р. С. Ш е л я п и н , Н. Н. У с к о в . Эксперимен­ тальные исследования работы гибких подпорных стенок. Труды Брюссель­

стенку. На рис. 186 представлен график изменения активного давления мелкого сухого песка (размер зерен менее 0,25 мм, объемный вес у= 1,46 г!см3) в зависимости от перемещений стенки высотой Н— 0,6 м. График построен по средним из десяти измерений. Опыты показали, что при перемещениях стенки в пределах до 0,1 мм давление Е =130 кг; при перемещении X =0,2 мм давление Е а=76 кг\ при X=0,4 мм Е а=67 кг и при X = 9 мм Е а =46 кг.

Еа кг

Рис. 186. Зависимость величины активного давления грунта от перемещений подпорной стенки

Весь ход изменения горизонтального давления ЕЛУ по Яро­ польскому, можно разбить на три этапа.

1. С т е н к а н е п о д в и ж н а . В этом случае никакие сдвиги грунта за подпорной стенкой невозможны, и величина бокового давления грунта на стенку (более 130 кг) будет зависеть только от упругих свойств скелета грунта.

В этом случае возникают сдвиги частиц, и в некоторой области грунта наступает предельное равновесие. Давление грунта для этого этапа будет близко к величинам, определяемым по клас­ сической теории предельного равновесия (или для гладких вер­ тикальных стенок по теории Кулона).

3. С т е н к а име е т з н а ч и т е л ь н ы е п е р е м е щ е н и я ^превосходящие по величине размер среднего диаметра зерна).

делирования вполне пригоден для лабораторного исследования давления грунтов на подпорные стенки. Некоторые результаты опытов по исследованию бокового давления тру па на стенки плотины системы Сенкова, подтверждающие вышесказанное, приведены на рис. 189, причем кривые 1 соответствуют экспери­ ментально полученным данным по методу центробежного моде­ лирования, кривые 2 — расчетно-теоретическим данным (по тео­ рии предельного равновесия), а кривая 3 соответствует экспери­ ментальным данным, полученным в натуре по струнным дина­ мометрам Давиденкова.

Следует также отметить хорошую сходимость расчетных и экспериментальных данных для случая определения активного давления грунта на гравитационные подпорные стенки с вер­ тикальной задней гранью. Однако, как показывают результаты ряда других опытов (Прилежаева, Штрека, Терцаги и др.), при опытном определении давления грунтов на наклонные ше­

стенки сложнее, чем это вытекает из рассмотрения частных тео­ ретических решений, при этом существенное значение имеют пе­ ремещения стенки, свойства грунта засыпки, шероховатость

Рис. 190. Давление грунта на подпорную стенку при действии местной нагрузки (сплошная линия — ве­ личина наибольших давлений; пунктир — расчетные величины по методу изображений)

стенки и пр., а также (для соответствия расчетных данных на­ блюдениям в натуре) допущения, положенные в основу теорети­ ческих методов расчета.

При определении активного давления грунтов на подпорные стенки с полным к тому основанием и достаточной для практи­ ческих целей точностью могут применяться методы расчета, основанные на допущении плоских поверхностей скольжения; при определении же пассивного давления это допущение будет давать значительное преувеличение отпора грунта и необхо­ димо прибегать к более точным метода^ расчета, основанным на аналитическом или графическом определении кривых по­ верхностей скольжения по строгой теории предельного равно­ весия, разработанной в основном советскими учеными.

Г л а в а V

ДЕФОРМАЦИЙ ГРУНТОВ

ЗНАЧЕНИЕ ВОПРОСА

Вопрос об определении деформаций грунтов при действии на них внешней нагрузки является важнейшим вопросом механики Iрунтов, на решении которого базируется современный наиболее прогрессивный метод проектирования фундаментов по предель­ ным деформациям (осадкам) оснований.

Строителей всегда интересовали о с а д к и с о о р у ж е н и й и особенно разность осадок основания отдельных частей зданий и сооружений, так как от их величины и .протекания во времени зависит сохранность сооружений. Равномерная осадка всего сооружения, хотя бы и значительная, не представляет опас­ ности для существования сооружения, может лишь осложнить его эксплуатацию;* разность же осадок отдельных частей суще­ ственно влияет на распределение усилий в статически неопре­ делимых системах, имеющих в настоящее время широкое рас­ пространение на практике. Следует при этом отметить, что слу­ чаев равномерной осадки всего сооружения на практике почти не наблюдается, что вытекает и из изучения теории распреде­ ления напряжений. Непосредственными наблюдениями установ­ лено, что при определенной для данного вида сооружения вели­ чине разности осадок возникают в конструкциях недопустимые деформации, трещины, перекосы и т. п. Так, например, обычные кирпичные здания на основании опыта могут безопасно претер­ певать осадку основания (в зависимости от их конструктивных особенностей) от 8 до 12 см и разность осадок до !/2оо деформи­ руемой длины стен, если же разность осадок будет больше, воз­ никают трещины, приводящие здания к разрушению. Путем не­ посредственных измерений и наблюдений (НИИ оснований АСиА

ных зданий и сооружений с учетом их конструктивных особен­ ностей. Возникла необходимость разработать такой метод про­ ектирования фундаментов, который позволил бы заранее преду­ смотреть возможные осадки и так запроектировать фундаменты,

чтобы величина их осадок была менее установленных нормами предельных величин.

На базе развития, главным образом в СССР, теории уплот­ нения грунтов (работы Н. М. Герсеванова и Д. Е. Польшина, В. А. Флорина, Н. А. Цытовича, А. А. Роза, А. А. Ничипоровича и др.)1 и накопления значительных опытных данных по осад­ кам различного рода сооружений оказалось возможным перейти от расчетов фундаментов по допускаемым давлениям (которые давали излишние запасы, а в отдельных случаях, особенно при больших площадях загрузки, не гарантировали от чрезмерных осадок) к более экономичному и прогрессивному методу рас­ чета фундаментов по предельным деформациям оснований. При этом методе расчета полнее используется несущая способность грунтов, а осадки не превосходят заданных пределов.

Такой метод в настоящее время уже разработан2 и рекомен­ дован СНиП к обязательному применению для всех зданий и сооружений, возводимых на сжимаемых грунтах.

При расчетах следует различать фундаменты м а с с и в н ы е (жесткие), которые не проверяются на изгиб, а проектируются исключительно по предельным деформациям (осадкам) основа­ ния, и фундаменты г и б к и е (упругие), рассчитываемые на сов­ местную работу их со сжимаемым основанием.

Основные условия, которым должны удовлетворять фунда­ менты, следующие:

вании фундаментов по предельным состояниям грунтовых оснований. Сб. на­ учных докладов Чешской высшей школы, Прага, 1958.