книги / Механика грунтов

осадки фундаментов при наличии табулированных решений яв­ ляется задачей простой, то расчет протекания осадок во вре­ мени представляет значительно более сложную задачу. Здесь могут быть использованы приведенные в предыдущем пара­ графе решения плоской и пространственной задач теории филь­ трационного уплотнения грунтов (общий метод решения задач теории уплотнения в конечных разностях, предложенный проф. В. А. Флориным, решение профессоров Гибсона и Манделя, представленное в виде графиков, и др.) с теми оговорками, ка­ кие были сделаны при изложении этих решений. Для плотных, вязких и переуплотненных идеально-связных глин необходим

на решениях теории линейно-деформируемых тел, но чрезвы­ чайно упрощает технику вычислений, давая при этом для пол­ ной осадки на однородных грунтах строгие решения, а для осадок на неоднородных слоистых напластованиях грунтов — приближенные решения, но с достаточной для практических це­ лей точностью величины осадок, которые подтверждаются ре­ зультатами непосредственных наблюдений за действительными осадками сооружений.

Расчет осадок фундаментов по методу эквивалентного слоя

грунта

грунтов, все составляющие нормальных напряжений в сжатой зоне грунта под фундаментом, а также влияние размеров, формы фундаментов и их жесткости на величину осадок как функции времени. Этот метод заключается в определении оса­ док фундамента заданных размеров на сжимаемом грунте пу­

ности и величиной осадки слоя грунта, деформация которого будет равновелика деформации массива под действием мест­ ной нагрузки, используются решения теории линейно-деформи- руемых тел.

Метод эквивалентного слоя, являясь расчетным приемом, упрощающим до предела теоретическое определение осадок фундаментов и позволяющим находить как осадку любой точки площади подошвы фундаментов, так и влияние на нее нагру­ зок от соседних фундаментов, с успехом используется при рас­ чете совместной работы жестких статически неопределимых рамных фундаментов и сжимаемого основания (работы К. Е. Егерова *, Ван Ха-ока12 и др.), при определении дефор­ мируемой зоны под месдозами, измеряющими давление грунтов (см. формулу Д. С. Баранова в п. 5, главы III), и имеет ряд других приложений.

Понятие э к в и в а л е н т н о г о с лоя грунта вытекает из сле­ дующих соображений3. Пусть на поверхности грунта, мощность слоя которого значительно превосходит ширину загруженной площади, т. е. практически является бесконечно большой, воз­ водится ряд фундаментов. От действия местной нагрузки в мас­ сиве грунта возникают сжимающие напряжения, величина ко­ торых может быть охарактеризована изобарами, изображен­ ными на рис. 235. При большей площади загрузки глубина распространения давлений, а следовательно, и объем грунта, подвергающийся деформации, будут больше. Таким образом, для фундаментов, имеющих разную площадь основания, мощ­ ность слоя грунта, обусловливающего осадки фундамента, бу­ дет различной. Возникает задача — определить такую толщину слоя грунта, которая отвечала бы осадке фундамента, имею­ щего заданные размеры.

Вывод основной зависимости. Определим толщину слоя грунта, осадка которого была бы равновелика осадке фунда­ мента заданных размеров, возведенного на массиве грунта, бес­ конечно простирающемся вниз и в стороны от ограничивающей плоскости (полупространство).

Назовем эту толщину эквивалентной толщиной слоя грунта к3. Обозначим: $0 — осадка линейно-деформируемого слоя грун­

Рис. 235. Изобары в грунте при различных размерах загруженной площади

Для определения эквивалентного слоя грунта полагаем, что

Сокращая на р и Е0, после простейших преобразований на­ ходим

Подставляя в формулу (А) выражение (Б) и учитывая что, согласно формуле (146)

зом, для определения осадки фундаментов получаем формулу, совпадающую с ранее выведенной:

8 = к,а 0р.

Отметим, что понятие эквивалентного слоя грунта оказалосьвесьма плодотворным, позволяя упростить решение ряда задач по расчету осадок фундаментов1.

Вспомогательная таблица. Для упрощения расчетов авто­ ром для различных видов грунтов (характеризуемых разными значениями коэффициента бокового расширения Р-) с учетом данных табл. 39 составлена вспомогательная табл. 50 значений произведений Ло) для быстрого вычисления мощности эквива­ лентного слоя грунта, а по ней и величины полной стабилизо­ ванной осадки фундаментов. В табл. 50 приняты следующие обозначения:

грунтов, так и в рассматриваемом случае между коэффициен­

статье А. А. Бирюков, что привело его к ошибочным выводам, которые не вскрыл и К. Е. Егоров. См. Сб. НИИ пути и строительства, 1940. Сб. тру­ дов НИИ оснований и фундаментов Минмашстроя, № 13, 1949.

ща д и з а г р у з к и и под ее углом существует простое соот­ ношение

Ла)с= Т -Л ш 0,

где Аыс— коэффициент эквивалентного слоя для угловых точек прямоугольной площади загрузки.

Это соотношение, однако, не относится к фундаментам с круглым очертанием подошвы. Некоторые значения Дсо для это­ го вида фундаментов даны в табл. 51.

Пример 29. Определить осадку массивного железобетонного фундамен­

фициент пористости грунта в природном залегании е, =0,65; коэффициент сжимаемости, соответствующий увеличению нагрузки на 3 кг/см2, а =

=0,005 см21кг.

Врассматриваемом случае можно считать фундамент абсолютно жест­

Значение Лео для вычисления мощности эквивалентного слоя грунта для фундаментов с круглым очертанием подошвы

Коэ Мжциент

бокового Грунты расшире­ Ло>с Л«0 А*т Ла)сопз1

ния {X

Пример 30. Определить осадку гибкого железобетонного фундамента под

Кроме того, увеличению давления на 1,2 кг!см2 соответствует коэффициент

Определение осадок по методу эквивалентного слоя угловых точек. Как было показано, осадка угла загруженного прямо-, угольника равна половине осадки центра тяжести того же пря­ моугольника. Этим соотношением можно воспользоваться для разработки способа определения осадок любой точки ограни­

щую плоскость приложена по прямоугольнику с любым соот­ ношением сторон о— 1\Ъ.

По нашему предложению12, на основе данных табл. 39 со­ ставлена подробная таблица2 значений коэффициента эквива­ лентного слоя для угловых точек любых прямоугольных пло­ щадей загрузки Л(*)с, которая в несколько сокращенном виде приведена ниже (табл. 52).

2 Табл. 52 составлена в ЛИСИ.