9.3 Примеры расчета характерных давлений на грунт под подошвой штампа.

Пример 1. Грунтовое основание представлено слоем песка крупного, средней плотности, влажного γ_n=1,9 т/м³; φ_n=38⁰; С_n=0,12 т/м². На грунтовом основании установлен штамп прямоугольной формы с размерами в плане 2х5 м, с глубиной заложения d=2,0; d_b=1,0 м. Выполнить расчет: - начальной критической нагрузки; - расчетной допустимой нагрузки по условиям применимости принципа линейной деформируемости основания; N_кр- критической нагрузки по условиям устойчивости; N_I- расчетной допустимой нагрузки по условиям прочности грунтового основания. Принять δ=0; е_b=е_l=0;

Решение:

Расчетные характеристики грунта:

Удельный вес грунта ниже и выше подошвы штампа принимается одинаковым.

- Расчет начальной критической нагрузки на грунт:

- Расчет допустимой нагрузки по условиям применения принципа линейной деформируемости при расчете осадок.

- Расчет критической нагрузки на грунт.

- Расчет допустимой нагрузки на грунт по условиям прочности.

для сооружений II класса по ответственности.

Пример 2. Выполнить расчет характерных нагрузок на грунт под ленточным штампом. Площадь штампа принять равной площади штампа в примере 1; А=10 м². Размеры штампа при η=10: b=1,0м; l= 10,0 м. Характеристики грунта принять из примера 1. Глубины заложения штампа принять как в примере 1.

Решение:

Начальная критическая нагрузка

- Расчет допустимой нагрузки по условиям применимости принципа линейной деформируемости:

- Расчет критической нагрузки на грунт:

- Расчет допустимой нагрузки на грунт по условиям прочности: γ_е=1,0; γ_n=1,15.

- Сопоставление результатов расчетов в примере 1 и 2, полученных в условиях отличающихся только формой подошвы штампа, показывают расчетные допустимые нагрузки на грунт N_II; N_I; N_кр под фундаментом прямоугольной формы выше чем под ленточным фундаментом, эта разница увеличивается с уменьшением η. Результаты приведены на графиках рис. 9.4.

Рис. 9.4. Графики сопоставления допустимых нагрузок по условиям II-ой и I-ой групп предельных состояний основания для штампов прямоугольной и ленточной формы в плане при одинаковой площади.

10. Определение напряжений в грунтах.

Определение напряжений в грунтах при действии местных нагрузок от фундаментов зданий и сооружений имеет большое практическое значение для определения деформаций и оценки условий прочности и устойчивости оснований. Напряжения распределяются в массиве грунта на значительную глубину и обеспечивают различные изменения в слоях грунта, составляющих основание. Оценка поведения несущей системы здания требует изучения напряженно-деформированного состояния на значительную глубину в примыкающих зонах грунтового массива.

В механике грунтов при решении вопросов о распределении напряжений применяют решения теории упругости, которые справедливы в пределах линейной зависимости изменения деформаций от приложенных нагрузок. Однако для определения общих деформаций грунтов с учетом одновременно протекающих как упругих, так и неупругих деформаций, решений теории упругости недостаточно. Здесь требуются добавочные условия, вытекающие из изучения физической природы грунтов как дисперсных тел и особенностей их деформирования под нагрузкой. При определении напряжений в грунтах, они рассматриваются как линейно деформируемые тела, у которых вся нагрузка передается на скелет грунта, а ее величина не превышает расчетной допустимой по условиям II-ой группы предельных состояний ( ).