- •Содержание
- •1.Предмет исследования механики грунтов. Механика грунтов как наука.
- •2.Основная классификация грунтов.
- •3.Виды воды в грунтах.
- •4.Классификация грунтов по гранулометрическому и минералогическому составу.
- •5.Грунт как трехфазная модель. Основные и расчетные характеристики грунта.
- •6.Сжимаемость грунтов. Компрессионная зависимость. (закон уплотнения)
- •7.Водопроницаемость грунтов. Закон ламинарной фильтрации.
- •8.Начальный градиент напора.
- •9.Эффективное и нейтральное давление в грунтовом массиве.
- •10.Коэффициент бокового давления грунта. Модуль общей деформации.
- •11.Контактное сопротивление грунтов сдвигу.
- •12.Закон Кулона для песчаных и глинистых грунтов.
- •13.Структурно-фазовая деформируемость грунтов.
- •14.Лабораторные методы определения прочностных и деформационных характеристик.
- •15. Полевые методы испытания грунтов.
- •16.Основные положения о распределении напряжений в грунте.
- •17.Определение напряжений в массиве грунта от действия сосредоточенной силы.
- •18.Определение напряжений от нагрузки, распределенной по ограниченному контуру.
- •19.Определение напряжений в массиве грунта от действия равномерно-распределенной нагрузки. Метод угловых точек.
- •20.Распределение напряжений при плоской задаче. (Задача Фламана).
- •21.Эпюры и изолинии распределения напряжений в массиве грунта.
- •22.Определение контактных напряжений. (Контактная задача).
- •23.Распределение напряжений от собственного веса грунта.
- •24.Влияние формы и площади загружения на развитие напряжений в грунте.
- •25.Распределение напряжений при треугольной нагрузке.
- •26.Причины нарушения устойчивости откосов.
- •27.Распределение напряжений от нагрузки, меняющейся по закону прямой.
- •28.Фазы напряженного состояния грунта.
- •29.Условия предельного равновесия.
- •30.Первая (начальная) критическая нагрузка.
- •31.Вторая (Предельная) критическая нагрузка.
- •32.Элементарные задачи устойчивости откосов.
- •33.Метод круглоцилиндрических поверхностей.
- •34.Давление грунтов на подпорные стенки.
- •35.Осадка слоя грунта ограниченной толщи.
- •36.Определение осадки методом элементарного послойного суммирования.
- •37.Определение осадки методом эквивалентного слоя.
- •38.Определение осадки по схеме линейно-деформированного слоя.
- •39.Определение осадки по модели местных упругих деформаций.
- •40.Определение нестабилизированных осадок во времени.
- •41.Модель грунта по теории фильтрационной консолидации. Основные положения.
- •42.Понятие реологических процессов в грунте. Вторичная консолидация.
- •43.Определение нестабилизированных осадок во времени
- •44.Понятие ползучести грунтов.
- •45.Релаксация напряжений в грунте. Длительная прочность грунта.
- •46 Основные составляющие осадок фундаментов в грунтах.
- •47.Зависимость осадок фундаментов от площади загружения.
- •48.Определение развития осадки по теории фильтрационной консолидации.
29.Условия предельного равновесия.
Предельным равновесием основания называют такое напряженное состояние, при котором незначительное увеличение внешней нагрузки приведет к нарушению установившегося равновесия и вызовет потерю устойчивости грунта, сопровождающееся выпором грунта из-под подошвы сооружения со значительным нарастанием осадки.
В зависимости от величины внешней нагрузки на грунт различают два понятия: допредельное и предельное. Первое характеризуется вполне определенными деформациями, изменение которых может произойти из-за повышения уровня напряжений или в результате временных эффектов (консолидации, ползучести).
Приближенно можно полагать, что в диапазоне допредельных напряженных состояний, относительно «далеких» от предельного, справедлива линейная связь между напряжениями, подобная закону Гука. Отсюда следует возможность использования в механике грунтов решений теории упругости.
Второе состояние характеризуется достижением напряжениями такой критической комбинации, при которой устанавливается предельное равновесие между внешней нагрузкой и внутренними силами сопротивления грунта.
Наступление предельного равновесия основания может быть вызвано различной комбинацией напряжений, в зависимости от которой различают условия предельного состояния, или, как их иногда называют, теории прочности.
Для изучения прочности грунта в условиях сложного напряженного состояния применяют два основных условия (теории):
условие , согласно которому предельное состояние наступает при отдельном соотношении касательного и нормального напряжений, действующих на одной площадке;
условие Мизеса — Шлейхера, согласно которому предельное состояние наступает при определенном соотношении интенсивности касательных напряжений и среднего нормального напряжения.
Остановимся на теории Кулона — Мора. Пусть к граням элементарного объема грунта приложены главные напряжения σ1≥σ2≥σ3 (рис. 8.1,а).
Рис. 8.1. Положение площадки скольжения (а) и напряжения на наклонной площадке (б)
Увеличивая постепенно главное напряжение σ1 и оставляя постоянной величину 0-3, в соответствии с теорией Кулона — Мора произойдет сдвиг по некоторой площадке, наклоненной к горизонтальной плоскости, причем промежуточное главное напряжение σ2 будет действовать параллельно этой площадке.
В отличие от схемы одноплоскостного сдвига в случае сложного напряженного состояния положение этой площадки неизвестно. В теории Кулона — Мора принимается, что на площадке скольжения выполняется условие для несвязных или для связных грунтов. Для того чтобы определить положение площадки скольжения, воспользуемся известными из сопротивления материалов выражениями для касательного и нормального напряжений на наклонной площадке (рис. 8.1,6).
(8.1.)
(8.2)
Согласно уравнения, на площадке скольжения эти напряжения в предельном состоянии будут связаны выражением
(8.3)
Для представления напряженного состояния грунта используют графические изображения, известные под названием кругов Мора. Они дают возможность исследовать напряжения на площадке с любым наклоном, проходящим через рассматриваемую точку.
Построение круга Мора
Круг Мора (рис. 8.2) вычерчивается в прямоугольной системе координат. Полагается, что σ1≥σ2
Рис. 8.2. Графическое представление напряженного состояния грунта (круг Мора)