47.Зависимость осадок фундаментов от площади загружения.

Рассмотрим характерные графики зависимости осадки жесткого штампа от нагрузки при различных режимах нагружения.

Рис. 1.6. Графики зависимости осадки от давления на штамп а — при непрерывном возрастании нагрузки; б — при перерыве и загруженни; в — осадка во времени при перерыве в загружении; г — при непрерывном нагруженни — разгружении — нагружении; 1 — слабый грунт; 2 — плотный песок и твердая глина; 3 — пластичным глинистый грунт; 4 — песок

При непрерывном возрастании давления с постоянной скоростью (рис. 1.6, а) на графике нет четко выраженных значении предела пропорциональности p_пропмежду давлением (напряжением), осадкой (деформацией) и разрушающей нагрузкой (временным сопротивлением) p_разр. Предел пропорциональности p_проппринимается условно на границе, где график имеет небольшую кривизну и может быть заменен прямым участком, а p_разр— равной нагрузке, при которой происходит выпирание грунта из-под штампа или резкое увеличение осадки (более 10 см). В случае перерыва в приложении нагрузки осадка фундамента продолжается (на рис. 1.6, б — вертикальный отрезок aa₁) В песчаных грунтах осадка затухает быстро, а в глинистых грунтах — медленно. При дальнейшем увеличении давления в некотором интервале (отрезок a₁b) осадка происходит медленнее, чем при непрерывном нагружении (отрезок ab).

При последовательном нагруженни — разгружении — нагружении фундамента кривые нагрузки и разгрузки не совпадают, причем вторичное нагружение вызывает приращение осадки dS (рис. 1.6,г). Полная осадка S складывается из упругой (восстанавливающейся) S_упри остаточной S_ост.

Многократное нагружение — разгружение фундамента уменьшает полную осадку; остаточная осадка при этом уменьшается, а восстанавливающаяся стремится к полной упругой осадке.

Рис. 1.7. Графики зависимости осадки от размеров штампа при постоянных давлениях 1, 2, 3 — соответственно при давлении p₁, p₂, p₃

На графике зависимости осадки от размеров штампа можно выделить три участка (рис. 1.7): первый для малых штампов площадью F < 0.04 м²— деформация происходит преимущественно за счет выпирания грунта из-под штампа; второй для штампов площадью F ~ 0,04-0,2 м²и третий для штампов площадью F > 0,2м²— деформации происходят в основном от уплотнения грунтов. Для штампов площадью до 10—15м², а иногда и более на третьем участке осадку можно считать пропорциональной площади фундамента. У глубоких фундаментов характер осадки зависит от условий и глубины их погружения. С увеличением глубины заложения осадка уменьшается; кривые зависимости S=f(р) становятся более пологими, на многих из них нет явно выраженных значений p_пропи p_разр.

48.Определение развития осадки по теории фильтрационной консолидации.

В наиболее про­стой постановке теория описывает деформирование во времени полностью водонасыщенного грунта (грунтовой массы).

Одновременно под действием эффективных напряжений проис­ходят перекомпоновка частиц и уплотнение грунта.

Математическое описание этого процесса базируется на основ­ной предпосылке о неразрывности среды, сформулированной акад. Н. Н. Павловским еще в 1922 г., т. е. считается, что уменьшение пористости грунта (его уплотнение) пропорционально расходу воды (оттоку воды из пор грунта).

Следствием этого является важное положение о том, что ско­рость деформации грунта будет находиться в прямой зависимости от скорости фильтрации в нем поровой воды. Поэтому основной характеристикой грунта, определяющей время протекания процесса фильтрационной консолидации, является коэффициент фильтрации к.

В теории фильтрационной консолидации скелет грунта принима­ется линейно деформируемым, т. е. предел применимости этой теории определяется тем же условием, что и в предыдущем случае.

Методы решения задач промышленного и гражданского стро­ительства в такой постановке теории фильтрационной консолида­ции приводятся.

модель теории предельного напряженного состояния грунта

Модель теории предельного напряженного состояния грунта

Развитие зон предельного равновесия грунта в основании при увеличении давления под штампом (а – в) и соответствующая этому зависимость осадки штампа от давления (г):

1 - границы области уплотнения грунта; 2 - то же, зон предельного равновесия; 3 - валы выпирания грунта

Если две предыдущие модели описывали закономерности деформирова­ния грунта, справедливые только при условии прямой пропорци­ональности между напряжениями и деформациями в каждой точке массива, то рассматриваемая модель относится только к предель­ному состоянию, т. е. к такому напряженному состоянию, когда в массиве грунта от действующих нагрузок сформировались значи­тельные по размерам замкнутые области, в каждой точке которых устанавливается состояние предельного равновесия. Поэтому те­орию предельного напряженного состояния часто называют те­орией предельного равновесия грунта.

Предельное состояние грунта определяется таким соотношением между напряжениями, действующими по некоторым площадкам, которое обеспечивает возможность неограниченного развития пластических деформаций, т. е. течения грунта. Тогда состояние предельного равновесия в некоторой точке массива грун­та будет соответствовать соотношению между напряжениями и де­формациями, предшествующему течению грунта, т. е. малейшее нарушение этого соотношения может привести к неограниченному росту пластических деформаций грунта. Если подобные точки мас­сива объединятся в значительные по размерам области, то течение грунта возникнет в пред­елах этих областей, что приведет к неограничен­ному увеличению дефор­маций грунта и полной потере несущей способ­ности основания.