Деформации грунтов. Их виды.

В зависимости от характера развития неравномерных осадок и от жесткости сооружения возникают деформации и перемещения следующих простейших видов:

• прогиб,

• выгиб;

• перекос;

• крен;

• скручивание;

• горизонтальные перемещения фундаментов.

Прогиб(рис 10.1) и выгиб (рис 10.2) связанны с искривлением сооружения. При прогибе наиболее опасная зона растяжения находится в нижней части, при выгибе – в верхней. Чем большей жесткостью обладает сооружение, тем большие усилия при тех же грунтовых условиях появляются в конструкциях и тем меньше величина прогиба или выгиба.

Рис 10.1

Рис 10.2

Перекос (рис 10.3) возникает в конструкциях, когда резкая неравномерность осадок проявляется на участке небольшой протяженности при сохранении относительно вертикального положения конструкции.

Рис 10.3

Крен(рис 10.4) – поворот по отношению к горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести площади подошвы фундамента. Он возможен, если основание сооружения загружено несимметрично или имеет несимметричное напластование грунтов относительно вертикальной оси сооружения.

Рис 10.4

Скручивание(рис.5) возникает при неодинаковом крене сооружения по его длине, особенно при развитии крена в двух сечениях сооружения в разные стороны.

Рис 10.5

Горизонтальные перемещения фундаментов возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия (например, распорные конструкции, подпорные стенки), при подвижке массива грунтов в случае оползней откосов и подработке территорий.

Изменение осадок во времени – возможно не надо

Осадки не заканчиваются за время строительства (исключение – чистые пески). Полная осадка для различных грунтов достигается в разное (иногда длительное: от нескольких лет до нескольких десятков и сотен лет) время.

На процесс протекания осадок во времени влияет как водопроницаемость грунтов (в условиях водонасыщния), так и ползучести скелета грунта, а та же деформируемость всех компонентов, составляющих грунт.

Наибольшие осади дают водонасыщенные пластичные и особенно текучепластичные (слабые) глинистые грунты. Осадки сооружений на этих грунтах могут достигать сотен сантиметров и протекать десятки и сотни лет.

График развития осадок во времени

Рис 10.6

Полному уплотнению соответствует полная стабилизированная осадка, а части уплотнения – осадка за время t . Степень консолидации (уплотнения) может быть получена из выражения:U=S_t/S,

Где S_t – осадка за данное время;

S – полная стабилизированная осадка.

или S_t=SU.

Для основного случая – равномерного распределения уплотнения давлений по глубине, осадку для любого времени t можно определить по формуле (4):

- коэффициент относительной сжимаемости грунта;

- коэффициент консолидации грунта;

1.Определение конечной осадки поверхности слоя грунта при сплошной нагрузке (одномерная задача уплотнения).

S=h·α·p или S=h·(β/E)·p, где:

α– коэффициент относительной сжимаемости;

β –коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения грунта.

2. Метод линейно-деформируемого слоя

К.Е.Егоров

–коэффициент, зависящий от формы подошвы фундамента и H/b (определяемый по СНиП 2.02.01–83*);

–коэффициент бокового расширения грунта;

–среднее давление по подошве фундамента;

–коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений при наличии жесткого подстилающего слоя; kс→2Н/b=ζ/

E – модуль деформации грунта.

Н.А.Цытович.

Из ТУ → 3 поверхности линейно–деформируемого полупространства по формуле Шлейхера:

–коэффициент зависящий от формы площади загружения, жесткости фундамента и места расположения точки поверхности грунта, в которой определяется осадка.

Эквивалентный слой – h_e, осадка поверхности которого при сплошной нагрузке равна осадке фундамента:

–коэффициент эквивалентного слоя.

Эквивалентная эпюра – Цытович рекомендует заменять эпюры напряжений σ_zpсложных очертаний эквивалентной прямоугольной эпюрой.h_a=H=2h_e(активная зона).