- •1 Основные понятия и определения курса.
- •2 Цели и задачи курса. Связь с другими дисциплинами.
- •Главная задача курса освоение методик расчета грунтовых оснований.
- •4 Грунтовые основания. Происхождение грунтов.
- •5 Составные части (компоненты) грунтов. Грунты представляют собой пористые материалы, поры которых могут быть полностью или частично заполнены водой. Составные части
- •6 Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
- •7 Виды воды в грунтовом основание.
- •8 Воздух и органические вещества в грунте.
- •9 Понятие о текстуре и структуре грунтов.
- •10 Физические свойства грунтов и их характеристики.
- •11 Пределы Аттерберга
- •12 Классификация грунтов по гост.
- •14 Сжимаемость грунтов. Компрессионные испытания.
- •15 Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.
- •16 Сжимаемость массива грунта. 17 Испытание грунта штампом.
- •18 Полевые методы определения модуля деформации грунта.
- •19 Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.
- •20 Сопротивление грунта сдвигу. Основные понятия.
- •21 Основные понятия теории прочности грунта.
- •22 Предельное сопротивление грунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.
- •23 Закон Кулона для связанных и несвязанных грунтов.
- •24 Испытания по схеме трехосного сжатия.
- •25 Условия прочности несвязных связных грунтов ( испытания в стабилометре).
- •26 Полевые методы испытания на сдвиг.
- •27 Водопроницаемость грунтов. Законы движения воды в грунте
- •Закон Дарси Закон ламинарной фильтрации или закон Дарси (Дарси, 1885) записывается виде:
- •28 Эффективные и нейтральные давления (напряжения) в грунте.
- •29 Природа (физические причины) длительного протекания деформаций в грунте.
- •30 Особые свойства грунта.
- •31 Использование характеристик физических свойств грунтов для приближенной оценки их механических свойств.
- •32 Выбор расчетных значений характеристик грунта.
- •33 Напряжение в грунте от собственного веса.
- •34 Напряжение в грунте от сосредоточенной силы.
- •35 Напряжения в грунте от распределенной нагрузки.
- •Напряжения от действия внешней нагрузки под центром фундамента.
- •36 Метод угловых точек.
- •37 Напряжения в грунте от вертикальной равномерно распределенной полосовой нагрузки.
- •38 Распределение напряжений в грунте по подошве фундамента сооружения.
- •39 Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
- •Метод коэффициента постели
- •41 Определение начального критического давления.
- •42 Определение конечного критического давления
- •43 Расчет конечных осадок
- •Определение деформаций оснований (осадки) по методу послойного суммирования
- •Расчет осадок по методу эквивалентного слоя
- •♯ Виды нарушения откосов
- •♯ Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения
- •♯ Давление грунта на ограждающую поверхность
- •44 Алгоритм расчета осадки основания фундамента
- •45. Понятие о расчете осадок во времени
37 Напряжения в грунте от вертикальной равномерно распределенной полосовой нагрузки.
Направление главного напряжения σ1 соответствует направлению биссектрисы угла α; направление σ3 перпендикулярно σ1.
Линии равных напряжений в линейно деформируемом массиве при действии полосовой вертикальной нагрузки рисунок 4.7.1:
|
Рисунок 4.7.1. – линии равных напряжений: а) - линии равных вертикальных напряжений σz (изобары); б) - линии равных горизонтальных напряжений σx; в) - линии равных касательных напряжений.
Выражения для определения главных напряжений:
Эпюры вертикальных сжимающих напряжений σz при действии полосовой равномерно распределенной нагрузки рисунок 4.7.2
Рисунок 4.7.2. – эпюры вертикальных сжимающих напряжений: а) - по вертикальным сечениям; б) - по горизонтальным сечениям массива грунта
38 Распределение напряжений в грунте по подошве фундамента сооружения.
Различают:
- жесткие фундаменты (у которых отношение высоты к их длине <1/3) – не изгибаются под действием внешних нагрузок; реактивное давление по подошве жестких фундаментов определяется без учета их изгиба и изменяется по линейному закону, как по длине, так и по ширине фундамента.
-гибкие фундаменты (у которых отношение высоты к длине составляет <1/3) – реактивное давление по подошве определяется, исходя из совместной работы фундамента и основания, и зависит от прогиба фундамента.
При проектировании жестких фундаментов (небольших размеров в плане) можно допустить, что нормальные напряжения в грунте по подошве фундамента (площадью до 50 м2 ) могут быть определены так же, как и в случае центрального или внецентренного сжатия конструкций из материала, подчиняющегося закону Гука.
Реакция грунта по подошве фундамента при центрально приложенной нагрузке определяется по формуле простого сжатия:
где σ – напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента;
P - равнодействующая всех вертикальных сил в плоскости подошвы фндамента;
Аф – площадь подошвы фундамента;
Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что эпюры нормальных напряжений по подошве фундаментов не являются прямолинейными.
При относительно небольших средних удельных нагрузках на грунт в уровне подошвы жесткого фундамента, когда по краям зоны предельных пластических деформаций (зоны сдвигов) еще не образовались или развились незначительно, эпюры нормальных напряжений в любых грунтах имеют вид седла (рис. а). По мере возрастания нагрузки на фундамент две волны седла сближаются (рис. б) и в результате сливаются, превращаясь в параболическую эпюру (рис. в). Дальнейшее нарастание нагрузки приводит к возникновению колоколообразной эпюры (рис. г) и завершается выпором грунта из-под подошвы фундамента.
При решении контактной задачи для абсолютно жесткого фундамента исходят из положения теории линейно деформируемой среды о том, что при центральной нагрузке все точки в зоне контакта перемещаются одинаково.
Общий случай действия вертикальной и горизонтальной сил, а также изгибающего момента рассмотрен В.А.Флориным. По подошве жестких фундаментов получается седлообразная эпюра напряжений в грунте. Силы трения по подошве фундамента оказывают незначительное влияние на характер эпюры напряжений. Поэтому действие вертикальных и горизонтальных сил можно учитывать раздельно.
| |
Теоретическое распределение контактных напряжений по подошве жесткого ленточного фундамента. |
Распределение напряжений в грунте и крен внецентренно нагруженного жесткого ленточного фундамента |