Модель теории предельного напряженного состояния грунта.

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. Это состояние в некоторой точке массива грунта будет соответствовать соотношению между напряжениями и деформациями, предшествующими течению грунта, т.е. малейшее нарушение этого соотношения может привести к неограниченному росту пластических деформаций грунта.

Фазы напряженного состояния грунтов.

I фаза – фаза уплотнения грунтов

II фаза – фаза сдвигов (фаза развития пластических деформаций).

Рн.кр - начальная критическая нагрузка;

Р_пр. – предельное давление на основание.

При возрастании среднего давления под подошвой фундамента до начальной критической нагрузки(Рн.кр ) грунты находятся в стадии уплотнения и ни в одной точке основания не возникает предельного состояния. (Поэтому любая нагрузка менее начальной критической является абсолютно безопасной для основания.)

Предельная критическая нагрузка (Р_пр. ) – при которой в основании образуются замкнутые области предельного равновесия и происходит потеря устойчивости грунтов основания, свидетельствующая о полном исчерпании его несущей способности.

Нормативное и расчетное сопротивление грунтов.

Нормативное сопротивление соответствует наибольшему значению среднего сжимающего напряжения под подошвой фундамента, до достижения которого при расчете осадок допускается использовать принципы линейного деформирования грунтов.

Последующие наблюдения за осадками построенных зданий позволили еще дальше отодвинуть практический предел применения теории линейно-деформируемых тел. Эта величина получила название расчетного сопротивления грунта (R ).

Устойчивость грунтов в откосах

При разработке вертикальной планировки площадок с уступами, в устройстве выемок и насыпей, а также возведение грунтов на склонах приходится оценивать устойчивость массивов грунтов.

Устройство пологих откосов резко удорожает строительство.

Устройство крутых откосов может привести к авариям.

Поэтому в механике грунтов часто ставится задача по отысканию максимальной крутизны откоса.

Основные причины потери устойчивости откоса.

1 – устранение естественной опоры массива грунта при разработке котлованов, траншей и т.д. 2 – увеличение внешней нагрузки на откос 3 – устройство очень крутого откоса 4 – увеличение удельного веса грунта в призме обрушения в результате заполнения егго пор водой 5 – влияние взвешивающего действия воды на грунты основания 6 – увеличение гидродинамического давления воды выходящей через поверхность воткоса 7 – снижение сцепления и трения при его увлажнении 8 – динамические воздействия при движении транспорта, забивке свай, проявлении сейсмических сил и т.д.

Нарушение устойчивости откоса часто является результатом воздействия нескольких причин.

Устойчивость откоса обладающего только трением.

Угол α – для откоса, находящегося в состоянии предельного равновесия, равен углу внутреннего трения грунта.

ⁿ=tgϕ/tg α, ⁿ<1 – откос неустойчивый

ⁿ=1,1;1,2

Устойчивость вертикального откоса грунта, обладающего только сцеплением.

Глинистые грунты, как правило обладают малым углом внутреннего трения, имеют сцепление. Это свойство позволяет удерживать вертикальный откос. На практике важно узнать на какую глубину можно разрабатывать грунт с вертикальным откосом.

Призма обрушения

С- силы сцепления, действующие вдоль откоса

h =2c/*_n ,  - коэффициент устойчивости откоса

_n - удельный вес

Определение давления на подпорные стенки.

КАРТИНКА

Когда устойчивость откоса (требуемая крутизна) не обеспечена и сделать его более пологим нельзя, тогда устраивают подпорные стенки.

Подпорные стены, поддерживая грунт, испытывают с его стороны давление называемое активным. Грунт перемещаясь по поверхности скольжения стремится сдвинуться и повернуть стену. При небольшом смещении подпорной стены в призме обрушения наступает состояние предельного равновесия, при котором проявляется давление стены на грунт, называемое пассивным.