Ф.6.4. Почему возникают осадки неупругого деформирования s3?

Эти осадки возникают при образовании в грунте сдвигов. Если придерживаться требований СНиП, то допускается развитие в грунте зон сдвига (зон пластического деформирования) на глубину не более 1/4 ширины фундамента. Образование этих зон и приводит к возникновению осадок неупругого деформирования s₃. Прочность грунта в пределах этих зон уменьшается и фундамент получает дополнительную осадку. Величину осадки можно определить только с использованием решений нелинейной теории упругости и пластичности.

Ф.6.5. В чем причина возникновения осадок расструктуривания грунтов s4?

Явление нарушения естественной структуры грунта называется расструктуриванием. Данное явление наблюдается при разработке котлованов тяжелыми механизмами, при промерзании и оттаивании грунтов, их набухании и замачивании. Разрушение структурных связей увеличивает сжимаемость грунтов, что и является причиной возникновения осадки расструктуривания.

Ф.6.6. Какие расчетные схемы используются для расчета деформаций оснований?

Расчет деформаций оснований выполняется с использованием расчетных схем оснований в виде 1) линейно-деформируемого слоя, 2) линейно-деформируемого полупространства, 3) нелинейно-деформируемой среды. Рассмотрим эти расчетные схемы подробнее.

1) Расчетная схема в виде линейно-деформируемого слоя применяется в том случае, если:

а) в пределах сжимаемой толщи основания Hc, определенной как для линейно-деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформацииE₁100 МПа и толщинойh₁, удовлетворяющей условию

где E₂модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта с модулем деформацииE₁;

б) ширина (диаметр) фундамента b  10 м и модуль деформации грунтов основанияE  10 МПа.

2) Расчетная схема в виде линейно-деформируемого полупространства применяется для расчета осадок фундаментов на однородном основании. Допускается ее использование и для неоднородных оснований, если модули деформации слоев грунта незначительно отличаются друг от друга.

При использовании схемы линейно-деформируемого полупространства напряжения и деформации в основании определяются с использованием решений теории линейно-деформируемой среды. Для этой цели при расчете оснований круглых, прямоугольных и квадратных в плане фундаментов используется решение Буссинеска, а для ленточных фундаментов решение Фламана. В схеме линейно-деформируемого полупространства вводится ограничение в виде сжимаемой толщи основанияHc, глубина которой определяется соотношением между дополнительными вертикальными напряжениями от внешней нагрузкиzpк собственному весу грунта_zg.

Для определения Hcпринимается, что_zp=0,2_zg. Однако в случае слабых сильносжимаемых грунтов на нижней границе определенной таким образом сжимаемой толщи ее увеличивают и границу принимают исходя из условия_zp=0,1_zg. Коэффициенты 0,2 и 0,1, определяющие положение нижней границы сжимаемой толщи, эмпирические. Если сжимаемые грунты подстилаются скальными и полускальными грунтами, то границей сжимаемой толщи будет служить их поверхность. В этом случае сжимаемая толща определяется исходя из инженерно-геологических условий площадки.

3) Применение теории нелинейно-деформируемой среды, в отличие от указанных двух схем, позволяет рассчитать осадку не только в фазе уплотнения, но и в фазе образования областей сдвига под фундаментом практически вплоть до предельной нагрузки по устойчивости.