- •Механика грунтов, основания и фундаменты Конспект лекций Северодвинск
- •Isbn 5-7723-0078-4 Севмашвтуз, 2010 Содержание
- •1. Физические свойства грунтов 7
- •2. Механические свойства грунтов 23
- •3. Определение напряжений в массиве грунта 39
- •4. Теория предельного напряженного состояния грунтов 51
- •5. Расчет осадок фундаментов 56
- •6. Изменение осадок во времени 68
- •7. Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям 81
- •8. Фундаменты на естественных основаниях 96
- •9. Свайные фундаменты 114
- •Введение
- •Физические свойства грунтов
- •Состав грунтов и свойства их составных частей
- •Классификация по происхождению
- •Классификация по зерновому составу
- •Виды воды в грунте и их свойства
- •Влияние газа, содержащегося в порах грунта, на его свойства
- •Структура и текстура грунтов
- •Характеристики физического состояния грунтов
- •Определяемые характеристики грунта
- •Вычисляемые характеристики грунта
- •Состояния пылевато-глинистых грунтов
- •Состояния сыпучих грунтов по плотности сложения
- •Классификация грунтов по гост 25100-95
- •Механические свойства грунтов
- •Основные закономерности механики грунтов
- •Закон уплотнения
- •Компрессионная зависимость
- •Коэффициент относительной сжимаемости
- •Закон уплотнения и линейная деформируемость грунтов.
- •Структурная прочность грунтов.
- •Напряженное состояние грунта при компрессионных испытаниях.
- •Определение модуля деформации грунта
- •Водопроницаемость грунтов
- •Закон ламинарной фильтрации
- •О начальном градиенте в глинистых грунтах
- •Давление в водонасыщенных грунтах
- •Сопротивление грунтов сдвигу
- •Сопротивление сдвигу сыпучих грунтов
- •Сопротивление сдвигу связных грунтов
- •Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии
- •Определение напряжений в массиве грунта
- •Применимость решений теории упругости к грунтам
- •Фазы напряженного состояния грунта
- •Основные допущения
- •Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок
- •Действие сосредоточенной силы на упругое полупространство (задача Буссинеска)
- •Действие нескольких сил
- •Действие равномерно распределенного давления
- •Действие равномерно распределенной полосовой нагрузки (плоская задача)
- •Напряжения от действия собственного веса грунта
- •Распределение напряжений по подошве жестких фундаментов (контактная задача)
- •Определение перемещений
- •Теория предельного напряженного состояния грунтов
- •Общие положения
- •Устойчивость грунтов в основании сооружений
- •Развитие предельного напряженного состояния в основании жестких штампов
- •Критические нагрузки на грунт основания при полосообразной нагрузке
- •Расчет осадок фундаментов
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •А) расчетная схема нагруженного слоя; б) компрессионная кривая
- •Метод послойного суммирования
- •Метод эквивалентного слоя
- •Вывод основной зависимости
- •Определение осадки при слоистом основании
- •Метод линейно деформируемого слоя
- •Определение осадки
- •Определение толщины линейно деформируемого слоя
- •Изменение осадок во времени
- •Теория фильтрационной консолидации
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •Степень консолидации осадки и эпюры уплотняющих давлений
- •Однородный грунт при двусторонней фильтрации
- •Реологические процессы в грунтах
- •Длительная прочность и релаксация напряжений
- •Деформации ползучести грунтов и методы их описания
- •Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок сооружений
- •Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям
- •Метод расчета конструкций по предельным состояниям
- •Сущность метода
- •Две группы предельных состояний
- •Классификация нагрузок
- •Нормативные и расчетные характеристики материалов
- •Степень ответственности зданий и сооружений
- •Коэффициент условий работы конструкции
- •Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций
- •Формы деформаций и смещений сооружений
- •Предельные состояния оснований и фундаментов
- •Причины возникновения неравномерных осадок
- •Выбор типа и глубины заложения фундаментов
- •Инженерно-геологические условия площадки строительства
- •Климатические факторы
- •Особенности сооружений
- •Фундаменты на естественных основаниях
- •Определение расчетного сопротивления грунта
- •Центрально нагруженный фундамент
- •Внецентренно нагруженный фундамент
- •Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
- •Конструкции фундаментов
- •Типы фундаментов
- •Каменные и бетонные фундаменты
- •Железобетонные монолитные фундаменты
- •Сборные ленточные фундаменты
- •Защита помещений от подземных вод и сырости
- •Расчет фундаментов на продавливание
- •Свайные фундаменты
- •Типы свай и виды свайных фундаментов
- •Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде
- •Сваи, изготавливаемые в грунте
- •Определение несущей способности свай
- •Расчет на прочность свай по материалу
- •Расчет на прочность свай по грунту
- •Проектирование свайных фундаментов.
- •Работа свай в кусте.
- •Центрально нагруженные фундаменты
- •Внецентренно нагруженные фундаменты.
- •Свайные фундаменты, воспринимающие горизонтальную нагрузку
- •Определение осадки свайных фундаментов
- •Возникновение отрицательного трения
- •Литература
Метод линейно деформируемого слоя
Метод предложен К.Е. Егоровым в 1958 г. СНиП [5] рекомендует его использовать в следующих случаях:
в пределах сжимаемой толщи , определенной как для линейно деформируемого полупространства (например, в методе послойного суммирования), залегает слой грунта с модулем деформации и толщиной
; (5.0)
в основании залегают грунты с модулем деформации при ширине (диаметре) фундамента .
Определение осадки
К.Е. Егоров решил задачу о деформации упругого слоя грунта, лежащего на несжимаемом основании, под действием внешних нагрузок. При этом были приняты допущения:
грунт представляет линейно деформируемое тело;
деформации в слое грунта развиваются под действием всех компонентов напряжений;
осадка фундамента равна средней осадки слоя грунта, развивающейся под действием местной равномерно распределенной нагрузки;
фундамент не обладает жесткостью;
распределение напряжений в слое грунта соответствует задаче для однородного полупространства, а жесткость подстилающего слоя учитывается поправочным коэффициентом .
При слоистом залегании грунтов для случая , осадка вычисляется по формуле:
. (5.0)
Здесь: - эмпирический коэффициент, принимаемый по СНиП [5], в зависимости от мощности сжимаемой толщи:
-
2H/b
0…0,5
0,5…1
1…2
2…3
3…5
>5
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1
- коэффициент, принимаемый по СНиП [5], в зависимости от модуля деформации грунта и ширины фундамента:
-
1
1
1
1,35
1
1,5
- число слоев, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя ;
и - коэффициенты, принимаемые по СНиП [5] в зависимости от формы подошвы фундамента, отношения сторон прямоугольного фундамента и относительных глубин, на которых расположены подошва и кровля -го слоя соответственно:
и ;
- модуль деформации -го слоя грунта.
Определение толщины линейно деформируемого слоя
Однородное основание
Рис. 5.39. К расчету осадок методом линейно деформируемого слоя
Толщина линейно деформируемого слоя (Рис. 5 .39) принимается либо до кровли грунта с модулем деформации , либо при ширине фундамента и среднем значении модуля деформации основания вычисляется по формуле:
, (5.0)
где и принимаются равными [5]:
-
Пылевато-глинистые грунты
9 м
0,15
Песчаные грунты
6 м
0,10
Коэффициент в ( 5 .0) принимается равным:
при среднем давлении под подошвой фундамента ;
при среднем давлении под подошвой фундамента .
При промежуточных значениях давления коэффициент принимается по интерполяции.
Неоднородное основание
Рис. 5.40. Схема к расчету осадки неоднородного основания методом линейно деформируемого слоя
Если основание сложено пылевато-глинистыми и песчаными грунтами (см рис. 5 .40), то высота сжимаемой толщи вычисляется по формуле:
, (5.0)
где: - толщина слоя, вычисленная по формуле ( 5 .0) в предположении, что основание сложено только песчаными грунтами ( ); - суммарная толщина слоев пылевато-глинистых грунтов от подошвы фундамента до глубины ; - толщина слоя, вычисленная по формуле ( 5 .0) в предположении, что основание сложено только пылевато-глинистыми грунтами ( );
Значение , найденное по формулам ( 5 .0), ( 5 .0) должно быть увеличено на толщину слоя грунта с модулем деформации , если слой расположен ниже и его толщина не превышает .
При большей толщине слабого слоя грунта расчет деформации основания СНиП [5] рекомендует выполнять по расчетной схеме линейно деформируемого полупространства (например, по методу послойного суммирования).