Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

16. 1. Набухающие грунты, их характеристика.г.наб-ий-грунт,который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания(в условиях



16. 1. Набухающие грунты, их характеристика. г.наб-ий-грунт,который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания(в условиях свободного набухания) 0,04.Относительная деформация набухания без нагрузки ,д.е.-отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности.Определяется по ГОСТ24143.Степень засоленности-характеристика,определяющая кол-во воднорастворимых солей в грунте Dsal,%.Относительное содержание органического вещества Ir, д. е. — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.Степень плотности песков ID определяется по формуле

где е ¾ коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении; e max ¾ коэффициент пористости в предельно-плотном сложении; e min ¾ коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении.

2.Метод статического зондирования. -процесс погружения зонда в грунт под действием статической вдавливающей нагрузки с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда.Вдавливание зонда обычно обеспечивается гидравлическим приводом или пригрузкой массой с фиксированным весом, реже встречаются модификации на электромоторном приводе.Необходимое условие- скорость вдавливания должна быть постоянной 1,2 ± 0,3 м/мин Преимущества- общепризнанный метод, позволяющий получать надежные результаты, возможность производить разнообразные попутные измерения (радиационный каротаж, температура и др.), быстрота и дешевизна исполнения, широкие возможности для механизации и автоматизации работ.Недостатки- невозможность использования в прочных породах, необходимость наличия устройств с большой массой для передачи реактивного момента или специального крепежа (анкерных устройств). При статическом зондировании по данным измерения сопротивления грунта под наконечником зонда и на боковой поверхности зонда определяют:удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда ;общее сопротивление грунта на боковой поверхности Qs (для зонда типа I);удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs (для зонда типа II).Зонды типа I- диаметр штанг на которые навинчивается зонд несколько больше, чем диаметр зонда.Зонды типа II- диаметр штанг, на которые навинчивается зонд несколько меньше диаметра зонда.



22.1.Уравнение Терцаги, коэффициенты Терцаги

Расчеты по несущей способности и деформациям базируются на уравнении Терцаги.

qo- предельная допустимая нагрузка (МПа)

C- сцепление (МПа)

g- удельный вес (МН/м3)

b- ширина фундамента (м)

l - длина фундамента (м)

Nc, Ng, Nq- коэффициенты несущей способности (к-ты Терцаги)

 

2.Начальный градиент

Фильтрация происходит за счет разности напоров или благодаря наличию фильтрационного градиента.

В глинистых грунтах свободная вода, течение которой, подчиняется силе тяжести отсутствует. Вода в глинистых грунтах содержится в разобщенных замкнутых порах и не может фильтроваться сама по себе.

Для того, чтобы в глинистом грунте началась фильтрация к нему необходимо приложить некоторое дополнительное давление, создающее определенный градиент, который называется начальным градиентом.

Начальный градиент фильтрации (i0) - величина градиента фильтрации в глинистых грунтах, при котором начинается практически ощутимая фильтрация

Закон Дарси:

Vпот= Кф * i,

Vпот- скороcть потока

i- градиент напоров

Кф- к-т фильтрации

Закон Дарси с учетом начального градиента фильтрации выражается следующим образом:

Vпот= Кф * (i-i0) при i>i0,

Vпот=0 при i<i0

i0- начальный градиент

 

8.1 Расчет по деформациям, расчетная сх.

Для выполнения расчетов необходимо иметь: сцепление (C), угол внутреннего трения (j) и удельный вес грунта (g). Доверительная вероятность a принимается=0,85. Расчетные показатели имеют индекс - II: сцепление (CII), угол внутреннего трения (j II) и удельный вес грунта (g II).

Расчет выполняется по формуле:

R= gC1 * gC2 * (Mg*kz*b*gII + Mq*d*gII’ + MC*CII)/k, где

gC1 и gC2 - коэффициенты условий работы;

k - коэффициент, равный 1;

Mg, Mq, MC - коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения. Определяются по формулам:

Mg = Y/4; Mq = 1+ Y; MC= Y* ctgj; где Y = p /(ctgj + j - p/2)

kz - коэф. зависящий от ширины подошвы фундамента

b - ширина подошвы фундамента (башмака);

gII, gII’ - осредненные значения удельного веса грунтов;

СII - расчетное значение удельного сцепления грунта;

d – глубина заложения фундамента.

P=F/А-давление под подошвой фундамента, где А-площадь подошвы.

 

2. Компрессивные испытания, компрессивная кривая.

Испытание грунта методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих характеристик деформируемости: коэффициента сжимаемости mo, модуля деформации E, коэф консолидации.

Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах)…, исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой.

Боковое напряжение при сжатии:

Компрессионная кривая- гиперболический график зависимости нагрузок и коэффициента пористости

2.1 Виды деформаций оснований

Деформации грунтовых оснований различают:

1. абсолютная осадка отдельного фундамента;

2. средняя осадка здания здания или сооружения, определяемая по абсолютным осадкам трех фундаментов или трех точек сплошного фундамента;

3. перекос – разность осадок двух соседних опор, отнесенная к расстоянию между ними, характерный для нежестких сооружений: tgᵠ=(S1-S2)/l;

4. крен – отношение разности осадок к длине грани сплошного фундамента: tgᵠ=(S1-S2)/l;

5. относительный прогиб: f=(2S2-S1-S3)/2l, где

S1 и S3 – осадки концов, рассматриваемого участка;

S2 – наибольшая или наименьшая осадка на том же участке; l –

расстояние между точками S1 и S3.

2. Угол внутреннего трения

Угол внутреннего трения - параметр прямой зависимости сопротивления грунта срезу от вертикального давления, определяемый как угол наклона этой прямой к оси абсцисс.

Физический смысл:

Угол внутреннего трения- силы трения между частицами.

 

5.1.Теория Кулона-мора

Согласно этой теории прочность грунта определяется соотношением между нормальными и касательными напряжениями:t= σ * tgφ+ С, где

- С- сцепление

- φ- угол внутреннего трения

Для определения положения поверхности предельного состояния, вырежем из массива грунта призму с гранями параллельно главным нормальным напряжениям и рассмотрим условия ее равновесия.

Схема работы призмы грунта с формированием поверхности скольжения (площадок сдвига) в момент предельного состояния.

Общее напряженное состояние грунта можно характеризовать кругом Мора.

Напряжённое состояние в точке грунта по теории Мора-Кулона. В момент предельного состояния площадка сдвига наклонена к оси абсцисс на угол αпр.

2.Модуль деформации и Коэфицент Сжимаемости.

Модуль деформации Физически модуль деформации представляет собой коэффициент пропорциональности между нагрузкой (напряжением) и соответствующей деформацией.По своей природе он аналогичен модулю упругости в законе Гука.Модуль деформации - коэффициент пропорциональности линейной связи между приращениями давления на образец и его деформацией (ГОСТ 30416-96). В соответствии с ГОСТ 12248-96 модуль общей деформации Е вычисляется по формулам:Еi-(i+1)= ((Рi – Pi+1)/(εi – εi+1))*β ИлиЕi-(i+1)= ((1+ео)/mo)*β ео- коэффициент пористости природного грунта ε- относительная деформация на I и i+1 ступенях нагрузкиmo- к-т сжимаемостиβ - к-т бокового расширения

Коэффициент сжимаемости - отношение относительной вертикальной деформации (изменения коэффициента пористости) к давлению, вызвавшему эту деформацию. При увеличении давления от P1 до Р2 пористость уменьшается от е1 до е2. Участок кривой между i и i+1 ступенями спрямляется прямолинейным отрезком. Тангенс угла наклона этого отрезка a называется коэффициентом сжимаемости и обозначается «mo». mo= tga= (e1-e2)/(Р1-Р2) (кПа-1, МПа-1)е1- начальный коэффициент пористости (коэффициент пористости природного грунта)е2- коэффициент пористости при нагрузке Р2.е2= е1- ε(1+е1), ε- относительная сжимаемость в данном диапазоне давлений

 

 

13.1Наибольшие и наименьшие нормальные напряжения, наблюдаются на площадках расположенных по вертикальной оси. Для таких площадок b`=-a/2 и, следовательно, угол b= a/2- a/2=0. Тогда, согласно схемы, при t=0 и b=0:

s1= (p/p)*(a+sina)

s2= (p/p)*(a-sina)

По главным напряжением принято строить эллипсы напряжений. В каждом эллипсе длинная ось- наибольшее напряжение, короткая- наименьшее напряжение.

Главные напряжения- нормальные напряжения при касательных, равных нулю (см. круги Мора).

Для определения положения поверхности предельного состояния, вырежем из массива грунта призму с гранями параллельно главным нормальным напряжениям и рассмотрим условия ее равновесия.

.Главные напряжения, эллипсы главных напряжений, схемы

Наибольшие и наименьшие нормальные напряжения, наблюдаются на площадках расположенных по вертикальной оси. Для таких площадок b`=-a/2 и, следовательно, угол b= a/2- a/2=0. Тогда, согласно схемы, при t=0 и b=0:

s1= (p/p)*(a+sina)

s2= (p/p)*(a-sina)

По главным напряжением принято строить эллипсы напряжений. В каждом эллипсе длинная ось- наибольшее напряжение, короткая- наименьшее напряжение.

Главные напряжения- нормальные напряжения при касательных, равных нулю (см. круги Мора).

 

2.Метод элементарного суммирования

Для площадей загрузки, которые нельзя разбить на прямоугольники (имеющих в плане криволинейные очертания, состоящие из треугольных форм и т.п.) метод угловых точек неприменим. В этом случае используется метод элементарного суммирования. Этот метод заключается в том, что загрузочная площадь разбивается на мелкие площадки таких размеров, чтобы можно было считать приходящиеся на них нагрузки сосредоточенными.

Путем сравнения с результатами точных решений было установлено, что при разделении нагруженной поверхности на элементы, длинная сторона lo которых меньше половины расстояния от центра элемента Ro до точки в которой определяется сжимающее напряжение, погрешность расчета данным методом составляет около 6%, т.е. при lo/Ro<1/2 погрешность около 6%, lo/Ro<1/3- менее 3%, при lo/Ro<1/4- менее 4%.

Сжимающее напряжение (sz) определяется как сумма сжимающие напряжений элементов, на которые разделена площадь загрузки:

sz= sKi*(Pi/z2)

Ki- табличный коэффициент определяемый в зависимости от отношения ri/z

ri- проекция на горизонтальную плоскость расстояния от центра тяжести i-го элемента до рассматриваемой точки

z- глубина

Рi- давление

 

15.1Метод круглоцилиндрических поверхностей скольже

Предполагаем, что центр O и радиус кривизны R поверхности скольжения заранее известны. В этом методе силы взаимодействия между соседними отсеками не учитываются, опираясь на то, что сумма этих сил должна быть равна нулю, а суммарный момент от них относительно точки O невелик. Касательная сила от всех нагрузок PQi=Pisin αi является сдвигающей силой, вызывающей сползание откоса.

Сила сопротивления сдвигу сыпучего тела, находящегося за поверхностью скольжения (реакция), может быть представлена в виде суммы сил трения и сцепления:

Ti =Ni tanφi+ cisi,где Ni – нормальная реакция опоры.si – длина дуги поверхности скольжения в пределах данного элемента i φi – угол внутреннего трения в пределах дуги si, ci – удельное сцепление в пределах дуги si.,Из уравнения проекций всех сил на нормаль к площадке отсека получаем. Ni =PNi =Pi cosαi,

Второе уравнение проекций остается неудовлетворенным, так как силы взаимодействия между отсеками не рассматривается. Условие равновесия откосов сводится к уравнению моментов всех сил, действующих на сползающую призму, относительно центра O поверхности скольжения.

Учет сейсмического воздействия при расчете противооползневых удерживающих конструкций осуществляется добавлением к расчетным усилиям, сейсмической силы Qci. Сейсмическая сила Qci приближенно определяется как доля от веса массы грунта, которая претерпевает сейсмическое воздействие:Qci = μ*Pi где

μ – коэффициент динамической сейсмичности, значения которого рекомендуется при расчете естественных склонов принимать по табл. 1. При расчете искусственных откосов (насыпи дорог, плотины т.д.) значения коэффициента из табл. 1 следует (приближенно) увеличивать в 1,5 раза.

коненая формула

 

2. Бытовое давление

Бытовое (литостатическое или природное или горное или пр.) давление (Рб) определяется как:

Рб= g*H

H- глубина, м

g- удельный вес (МН/м3)

23.1 Прочность песчаных и глинистых грунтов (прямые Кулона для различного типа грунтов)

Прочность глинистых грунтов. В связанных глинистых грунтах, содержащих песчаные частицы, с цементационными или водно-коллоидными связями прочность определяется как сцеплением, так и углом внутреннего трения.

В связанных глинистых грунтах, не содержащих песчаных частиц, с цементационными или водно-коллоидными связями прочноть определяется как сцеплением

Прочность песчаных грунтов. В несвязанных песчаных грунтах прочность в основном определяется углом внутреннего трения, а значение С относительно малы.

 

2) Сопротивление недренированному сдвигу.

Сопротивление недренированному сдвигу Сu, МПа, водонасыщенного глинистого грунта, соответствующее сцеплению грунта при неконсолидироанно-недренированном испытании, определяют по значению предела прочности по формуле Сu = R/2. (только это нашла)

24.1.Одноосное сжатие

Испытание грунта методом одноосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности: предела прочности на одноосное сжатие (R) для скальных полускальных грунтов, сопротивления недренированному сдвигу для водонасыщенных глинистых грунтов (Su). Предел прочности на одноосное сжатие определяют как отношение приложенной к образцу вертикальной нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади его первоначального поперечного сечения.

Вид прибора.

Вычисление характеристик. Испытания проводят до разрушения образца. В случае испытания образца глинистого грунта при отсутствии видимых признаков разрушения испытание прекращают при относительной вертикальной деформации образца ξ = 0,15. Предел прочности на одноосное сжатие R, МПа, полускального грунта и глинистого при ξ ≤ 0,1, вычисляют с точностью 0,1 МПа по формуле: R = F/A0, где F – нагрузка, при которой происходит разрушение, кН. А0 – начальная площадь поперечного сечения образца грунта, см2. Предел прочности глинистых грунтов при ξ > 0,1 вычисляют по формуле R = F/A0, где вместо А0 принимают текущую площадь среднего поперечного сечения образца А, см2. Сопротивление недренированному сдвигу Сu, МПа, водонасыщенного глинистого грунта, соответствующее сцеплению грунта при неконсолидироанно-недренированном испытании, определяют по значению предела прочности по формуле Сu = R/2.

2) Сопротивление срезу

Сопротивление грунта срезу – характеристика прочности грунта, определяемая значением касательного напряжения, при котором происходит разрушение (срез). Сопротивление грунта срезу (τ, МПа) определяется, как величина касательной нагрузки Q, отнесенная к площади среза А образца при заданной величине нормальной нагрузки F. τ = Q/A, МПа.

Вычисление С и φ.

τ = σ tgφ + ( + Cc), где - удельное сопротивление, определяемое по испытанию на повторный срез, Сс – часть общего удельного сцепления С за вычетом .

Угол внутреннего терния φ и удельное сопротивление С, МПа, вычисляют по формулам:

где τi = опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях σi и относящиеся к одному инжерено-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта (при n≥3). n – число испытаний.

Почему нужны минимум три точки?

Т – сопротивление грунта срезу, МПа.

Третья точка играет корректирующую роль.

17.1.Просадочные грунты,их характ-ка. К просадочным грунтам в соответствии с ГОСТ 25100-95 следует относить пылевато-глинистые разновидности дисперсных осадочных минеральных грунтов (чаще всего лессовые грунты), дающие при замачивании при постоянной внешней нагрузке и (или) нагрузки от собственного веса грунта дополнительные деформации — просадки, происходящие в результате уплотнения грунта вследствие изменения его структуры. К просадочным относятся грунты с величиной относительной деформации просадочности, д.е. ³ 0.01.Грунт просадочный - грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки e sl ³ 0,01Относительная деформация просадочности es, д.е.- отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161.Просадочность- способность грунтов к уменьшению объема вследствие замачивания при постоянной внешней нагрузке и (или) нагрузки от собственного веса

2.Прессиометрические испытания. Метод испытания радиальным прессиометром. Метод испытания лопастным прессиометром.Метод испытания самозабуривающимся лопастным прессиометром гирляндного типа. Испытание грунта радиальным прессиометром проводят для определения модуля деформации Е песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.Модуль деформации определяют по результатам нагружения грунта горизонтальной нагрузкой в стенках скважины с помощью радиального прессиометра.Результаты испытания оформляют в виде графика зависимости горизонтальных перемещений грунта от горизонтального давления.В ствол скважины погружают баллон, в который подают сжатый воздух. Расширяясь, стенки балона, деформируют грунт. Измеряются изменения радиуса (деформация) и нагрузка (давление воздуха). Давление увеличивают ступенями (ступени нагрузки). Преимущества- возможность создать нагрузку в продольном о тносительно поверхности направлении, по сравнению со штампами время и стоимость испытаний меньше примерно в 10 раз.Недостатки- нагрузка от большинства сооружений направлена перпендикулярно дневной поверхности, в скважинах, пройденных в рыхлых дисперсных грунтах стенки зачастую осыпаются и оплывают.

6.1 Теория фильтрационной конослидации

Основное положение теории фильтрационной консолидации- уплотнение (уменьшение объема) дисперсного водонасыщенного грунта происходит за счет отжатия из него воды

Эффективные напряжения вызывают консолидацию грунта, т е передающиеся на скелет грунта. Нейтральное давление на сжатие грунта не влияет.

Уравнение Павловского- основа теории фильтрационной консолидации:

где q - единичный расход фильтрующейся воды (скорость), м/с; n - пористость грунта; z - координата (вдоль оси z происходит фильтрация), м; t - время, с.

Уравнение для одномерной задачи следующее:

Для пространственной задачи оно имеет вид

,где cV - коэффициент консолидации; Рпор-поровое давление.

Коэффициент консолидации Сv

имеет размерность м2/с. Он указывает на скорость прохождения процесса консолидации - чем больше коэффициент консолидации, тем быстрее она проходит.

 

2.Предельнодопустимые осадки фундаментов.

Предельные или предельно допустимые величины осадок фундаментов, а также их крена, определяются техническим заданием на проектирование и строительство или по Приложению 4 к СНиП.

Осадка фундамента может быть представлена в виде суммы:

S= Sупл + Sразупл + Sвып + Sрастр+ Sэкспл

S- суммарная (общая) осадка

Sупл- осадка уплотнения

Sразупл- осадка разуплотнения

Sвып- осадка в результате выпирания грунта из-под фундамента

Sрасстр- осадка расструктурирования

Sэкспл- осадка в период эксплуатации

1.1Фундаменты, основания, надежные и слабые грунты

Основание — это напластование грунтов, воспринимающее давление от сооружения (рисунок). Различа­ют основания естественные, сложенные природными грунтами и искусственно улучшенные.

Фундамен­тподземная конструкция, предназначаная главным обра­зом для передачи давления на грунты, лежащие на некоторой глубине.

Деление грунтов на слабые и надежные позволяет условно сгруппировать все возможные виды напластования грунтов строительной площадки по трем основным типам.

Строение грунтов на каждом участке индивидуального строительства имеет свои особенности и несущие способности, условно все грунты разделяют на «слабые» и «надежные».

«Слабыми» называют грунты, использование которых в качестве основания не может гарантировать надежность существования сооружения.

«Надежными» называют грунты, обеспечивающие существование сооружения.

Понятие «слабые» и «надежные» грунты относительно, поскольку они тесно связаны с типом и особенностями возводимого здания. При возведении легких зданий или зданий, конструктивная схема которых допускает развитие значительных неравномерных осадок, даже основания, сложенные слабыми грунтами, могут считаться надежными. И наоборот, при проектировании тяжелых сооружений, эксплуатация которых всегда связана с большими осадками, или сооружений, не допускающих даже незначительного развития неравномерных осадок, грунты средней сжимаемости, которые могут успешно служить основаниями для обычных зданий, в данном случае приходится считать слабыми.

2. Сцепление

Удельное сцепление грунта - параметр прямой зависимости сопротивления грунта срезу от вертикального давления, определяемый как отрезок, отсекаемый этой прямой на оси ординат.

Физический смысл:

Удельное сцепление- сила или прочность структурных связей

4.1 Прямая Кулона, сцепление и угол внутреннего трения

Рисунок. Результирующая схема испытания прямым срезом: а - песчаный грунт; б - глинистый грунт

t = ×stgj + c.

где φ- угол внутреннего трения.

Угол внутреннего трения следует рассматривать как параметр линейного графика среза образца песчаного грунта, который проведен через начало координат.

Физический смысл:

u Удельное сцепление- сила или прочность структурных связей

u Угол внутреннего трения- силы трения между частицами

Б) В связанных глинистых грунтах, содержащих песчаные частицы, c цементационными или водно-коллоидными связями прочность определяется как сцеплением, так углом внутреннего трения.

А) В несвязанных песчаных грунтах прочность в основном определяется углом внутреннего трения, а значения С относительно малы.

2. Геометрические характеристики фундаментов

Геометрия фундаментов определяется следующими основными характеристиками:

n b- ширина фундамента (м)

n l - длина фундамента (м)

n h- глубина заложения фундамента (м)

 

Глубина заложения фундаментов определяется исходя из соотношения (глубина/ширина- h/b). В соответствии с этим:

n Фундаменты мелкого заложения h/b £ 0.5

n Фундаменты среднего заложения 0.5 £ h/b £ 2

n Фундаменты глубокого заложения h/b ³ 2

 

9.19.Задача Буссенеска, расчетная схема

Задача Буссинеска- определение в произвольной точке полупространства напряжений, возникающих в грунте под действием сосредоточенной (точечной) нагрузки приложенной перпендикулярно к горизонтальной поверхности грунта

Основное положение теории Буссинеска: приложенная к упругому телу внешняя сила вызывает в нем деформации, линейно уменьшающиеся по мере удаления от точки приложения силы в результате постепенного затухания (рассеивания) напряжений.

При рассмотрении схемы напряжений к задаче Буссинеска выделяется особая зона (экстремальная зона), расположенная вблизи точки приложения силы Р. В этой зоне напряжения достигают максимума и превышают прочность грунта. При теоретических расчетах эта зона не рассматривается.формулы компановки напряжений s z= (3P / 2p)*(z3 / R5)

t zy=(3P / 2p)*(z2*y / R5). t zx=(3P / 2p)*(z2*x / R5). Тотальное напряжение Учитывая, что R2=r2+z2 и R2= y2+z2, для облегчения расчетов формула Буссинеска для сжимающего напряжения была приведена Жильбером к виду:sz= (3P / 2p)*(z3 / R5)= К*Р / z2 При этом: К= (3/2p)*(1+(r/z2))-5/2

 

2. Упругий гистерезис и упругое последствие

Поскольку модуль деформации при нагружении природных тел, в общем и грунтов в частности, обычно несколько меньше, чем при разгрузке, в случае быстрой разгрузки появляется остаточная деформация εост. Это явление называется упругим гистерезисом.

С течением времени остаточная деформация постепенно исчезает и тело восстанавливает свои прежние размеры- упругое последействие.

10.1.Метод послойного суммирования

Осадка грунтового основания, согласно требований СНиП, вычисляется методом послойного суммирования по формуле:

i- количество слоев

S – осадка основания, м.

b - безразмерный коэффициент равный 0,8.

h – толщина элементарного слоя, м, при этом должно выполнятся условие h £ 0,4b.

E i – модуль деформации элементарного слоя, МПа.

s zp,i – среднее дополнительное напряжение в элементарном слое, МПа.

Дополнительные напряжения- напряжения, возникающие в грунтовой толще под действием давления от сооружения. Равны полусумме указанных напряжений на верхней zi- 1 и нижней zi-2 границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

Дополнительное вертикальное напряжение s zp на глубине z вычисляется по формуле:

s zp = a * p 0, где a - коэффициент, принимаемый по табл.1 Приложения 2 к СНиП 2.02.01-83 стр. 30, в зависимости от формы фундамента и относительной глубины. p 0 - дополнительное вертикальное давление на основание, равное p 0 = р - s zg,0, где

p – среднее давление под подошвой фундамента, МПа.

s zg,0 – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента,

2.Первичная и вторичная консолидация грунтов

В общем случае при приложении внешней нагрузки к водонасыщенному грунту первоначально возникает сжатие, обусловленное упругими деформациями пОровой воды и скелета грунта. Затем начинается процесс фильтрационной консолидации, обусловленный выжиманием воды из пор грунта.

По завершении фильтрационной начинается процесс вторичной консолидации грунта, определяемый медленным смещением частиц относительно друг друга (ползучесть).

Первичная консолидация- это фильтрационная консолидация, вторичная консолидация- обусловлена ползучестью.

18.1Общий сдвиг, ядро уплотнения, схемы развития общего сдвига

Под общим сдвигом понимается выжимание грунта под действием давления от сооружения в стороны и вверх по разрезу. При этом под сооружением формируется жесткое ядро уплотнения, а по краям- области выпирания, разбитые сеткой поверхностей сдвига.

Рпр- предельно допустимое давление под фундаментом

Возникает момент, когда при дальнейшем нагружении зоны пластических деформаций сольются в одной точке. При этом напряженном состоянии грунта, под подошвой фундамента возникает переуплотненное треугольное ядро, оказывающие расклинивающий эффект, преобладают боковые смещения частиц грунта и формируются непрерывные поверхности скольжения, в результате толща грунта теряет устойчивость.

Ядро уплотнения- жесткое ядро под поверхностью штампа. Физически представляет собой сильно уплотненный грунт, в котором бокового смещения частиц не происходит. Это ядро по мере развития осадки продавливает и деформирует нижележащие слои, сохраняя неизменными свою форму и размеры.

2.Испытания штампами

Испытание грунта штампом проводят для определения следующих характеристик деформируемости: модуля деформации Е для крупнообломочных фунтов, песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов; … относительной деформации просадочности e sl для просадочных глинистых грунтов при испытании с замачиванием, кроме набухающих и засоленных грунтов при испытании с замачиванием.

Характеристики определяют по результатам нагружения грунта вертикальной нагрузкой в забое горной выработки с помощью штампа.

Результаты испытаний оформляют в виде графиков зависимости осадки штампа от нагрузки.

В грунт вдавливается плоская пластина, ориентированная параллельно поверхности

Технологическая схема (в шурфах)

В скважинах технология аналогична статическому зондированию, только вместо конического наконечника вдавливается штамп

Виды штампов

Штампы должны быть жесткими, круглой формы, следующих типов:

I — с плоской подошвой площадью 2500 и 5000 см2;

II — с плоской подошвой площадью 1000 см2 с кольцевой пригрузкой по площади, дополняющей площадь штампа до 5000 см2;

III — с плоской подошвой площадью 600 см2;

IV — винтовой штамп площадью 600 см2 (приложение В).

Винтовой штамп

Преимущества и недостатки

Преимущества- получаемые этими методами значения Е являются наиболее достоверными, благодаря большой площади наконечника (штампа) можно испытывать и крупнообломочные грунты

Недостатки- громоздкость оборудования, трудоемкость и относительная дороговизна

 

19.1 Полевые методы определения свойств грунтов

Полевые методы определения свойств грунтов (синонимы- геотехнические испытания, испытания in situ)- методы определения свойств грунтов в условиях естественного залегания в полевых условиях.

Лабораторные методы- определение свойств грунтов по извлеченным из естественного массива образцам или пробам.

Отличие оно же и преимущество полевых методов перед лабораторными- полевые определения выполняются в природных естественных условиях, лабораторные- по образцам, свойства которых в той или иной мере нарушены при бурении, отборе и транспортировке

Основные полевые методы

-Статическое и динамическое зондирование (ГОСТ 19912-2001)

-Метод испытания штампом (ГОСТ 20276-99)

-Методы испытания прессиометрами (ГОСТ 20276-99)

-Методы вращательного, поступательного и кольцевого срезов (ГОСТ 20276-99)

-Метод среза целиков грунта (ГОСТ 20276-99)

-Методы полевых испытаний сваями (ГОСТ 5686-99)

-Статическое зондирование (вопрос 16.2)

-Прессиометрические испытания (вопрос 17.2)

-Испытания штампами (вопрос 18.2)

Динамическое зондирование

Испытание грунта методом динамического зондирования проводят с помощью специальной установки, обеспечивающей внедрение зонда ударным или ударно-вибрационным способом

По данным измерений вычисляют условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда рd.

Преимущества- весьма простой по технологии и оборудованию метод, дешевый и быстрый по времени исполнения

Недостатки- получаемые данные носят приближенный характер и могут использоваться для предварительных расчетов

Измеряемые характеристики

· Условное динамическое сопротивление грунта — сопротивление грунта погружению зонда при забивке его падающим молотом (вибромолотом).

· Залог — число ударов молота, после которых производят измерение глубины погружения зонда.

Методы вращательного, поступательного и кольцевого срезов

Испытания грунта вращательным, поступательным и кольцевым срезами проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления грунта срезу t, угла внутреннего трения j, удельного сцепления с … для песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов…

Технологические схемы

Метод среза целиков

Испытание целиков грунта на срез проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления фунта срезу t, угла внутреннего трения j, удельного сцепления с для крупнообломочных грунтов, песков и глинистых грунтов.

Технологические схема Схема сваи

Испытания сваями

методы полевых испытаний гpунтов сваями:

· динамической нагpузкой;

· статическими вдавливающими, выдеpгивающими или гоpизонтальными нагpузками.

4.2. Полевые испытания гpунтов сваями, пpоводимые … с целью получения данных, необходимых для обоснования выбоpа типа фундаментов, их паpаметpов и способов устpойства, в том числе:

· опpеделения вида и pазмеpов свай и их несущей способности;

· пpовеpки возможности погpужения свай на намечаемую глубину, а также относительной оценки одноpодности гpунтов по их сопpотивлению погpужению свай;

· опpеделения зависимости пеpемещения свай в гpунте от нагpузок и во вpемени.

2.Переуплотненные и недоуплотненные грунты

Грунты, сжимаемость которых ниже, чем ожидаемая при данном бытовом давлении, называются переуплотненными. Переуплотнение является следствием сжатия грунтов в глубине толщи и последующим их выходом к поверхности в результате размыва вышележащих отложений, результатом сжатия под давлением древних ледников и т.п. Характеризуются низкой сжимаемостью, иногда набухают. В целом являются надежными основаниями.

Грунты, сжимаемость которых выше, чем ожидаемая при данном бытовом давлении, называются недоуплотненными. Они образуются в результате весьма быстрого накопления (лавинная седиментация) и др. причин. Типичные недоуплотненные грунты это лессы, а также морские и аллювиально-морские илы, сапропели, торф. Характеризуются наличием избыточного порового давления, превышающего гидростатическое; высокой сжимаемостью; неустойчивостью при динамической нагрузке, в целом являются весьма ненадежными основаниями.

-интервал нагрузок, не превышающих бытового давления

-интервал нагрузок, превышающих бытовое давление

-Рs- максимальное бытовое давление, имевшее место за геологическую историю (давление предуплотнения)

-Для переуплотненных грунтов: Рs>Pб

-Для недоуплотненных: Рs<Pб

-Для нормальноуплотненных: Рs=Pб

 

·

21.1.Характеристики деформационных свойств грунтов, методы их определения

Сжимаемость- способность грунтов уменьшать объем под действием давления.

В дисперсных глинистых грунтах сжимаемость происходит в основном за счет отжима из пористого пространства воды и газов.

Сжимаемость песков происходит в результате изменений структуры скелета- перекомпановки частиц.

В скальных грунтах- за счет упругой деформации скелета

 

К числу характеристик сжимаемости или к деформационным свойствам относят:

-Модуль деформации

-Коэффициент Пуассона

-Коэффициент сжимаемости

-Коэффициент консолидации

 

5.4.1.1 Испытание грунта методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих характеристик деформируемости: коэффициента сжимаемости mo, модуля деформации E, к-та консолидации...

5.4.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах)…, исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой.

Компрессионные испытания (ГОСТ 12248-96)

Коэффициент сжимаемости - отношение относительной вертикальной деформации (изменения коэффициента пористости) к давлению, вызвавшему эту деформацию.

mo= tga= (e1-e2)/(Р1-Р2) (кПа-1, МПа-1)

е1- начальный коэффициент пористости (коэффициент пористости природного грунта)

е2- коэффициент пористости при нагрузке Р2.

е2= е1- ε(1+е1), ε- относительная сжимаемость в данном диапазоне давлений

 

Коэффициент Пуассона- n

Физическая характеристика материала упругого тела (грунта), равная отношению абсолютных значений относительной поперечной деформации тела к его относительной продольной деформации:

n= (Dh/h1)/((S2-S1)/S1)

Физически модуль деформации представляет собой коэффициент пропорциональности между нагрузкой (напряжением) и соответствующей деформацией. По своей природе он аналогичен модулю упругости в законе Гука.

Модуль деформации - коэффициент пропорциональности линейной связи между приращениями давления на образец и его деформацией (ГОСТ 30416-96).

В соответствии с ГОСТ 12248-96 модуль общей деформации Е вычисляется по формулам:

Еi-(i+1)= ((Рi – Pi+1)/(εi – εi+1))*β

Или Еi-(i+1)= ((1+ео)/mo)*β

ео- коэффициент пористости природного грунта

ε- относительная деформация на I и i+1 ступенях нагрузки

mo- к-т сжимаемости

β - к-т бокового расширения

Kоэффициент фильтрационной с V и вторичной с a консолидации - показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном давлении за счет фильтрации воды (с V) и ползучести грунта с a

 

2) Стабилизированные грунты

Стабилизированное состояние грунта - состояние грунта, характеризуемое окончанием деформаций уплотнения под определенной нагрузкой и отсутствием избыточного давления в поровой жидкости.

Нестабилизированное состояние грунта - состояние грунта, характеризуемое незавершенностью деформаций уплотнения под определенной нагрузкой и наличием избыточного давления в поровой жидкости.

Стабилизированное состояние- характерно для нормальноуплотненных и переуплотненных грунтов. Эти грунты претерпели раннедиагенетические преобразования, в них сформировались устойчивые водно-коллоидные связи, рыхлосвязанная и гравитационная вода отжата. Устойчивы к динамическим нагрузкам.

Нестабилизированное состояние- для недоуплотненных грунтов- свежеотложенных осадков (илов, сапропелей и пр.). Содержат гравитационную и рыхло-связанную воду, зачастую не полностью водонасыщены (т.к. содержат в порах свободный газ). Отличаются нестабильностью при динамическом воздействии.

 

7.1 Расчет по несущей способности, расчетная схема.

Для выполнения расчетов необходимо иметь: сцепление (C), угол внутреннего трения (j) и удельный вес грунта (g).

При расчете по несущей способности (СНиП п.п 2.14) доверительная вероятность a расчетных значений характеристик грунтов принимается a=0,95

При этом в формулах расчетные показатели имеют индекс – I (сцепление (CI), угол внутреннего трения (jI) и удельный вес грунта (gI)).

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды определяется по формуле:g = (gs - gw)/ (1 + e), где:

gs – удельный вес частиц грунта вычисляется:

gs = rs * g, где rs – плотность частиц грунта кг/м3 * 106;

g – ускорение свободного падения = 9,81 м/с2;

gw – удельный вес воды = 0,01 МН/м3;

e – коэффициент пористости.

Данная характеристика является нормативной т.к. расчет проведен по нормативным показателям. Для того чтобы перейти к расчетной необходимо разделить ее на коэффициент надежности по грунту.

Расчет производится исходя из условия:

F £ gc Fu/gn, где

F – расчетная нагрузка на основание (МН), равная:

Fu=Nu (МН), где Fu – сила предельного сопротивления основания, в случае вертикальной нагрузки; Nu - вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания, сложенного скальными грунтами;

g с – коэффициент условий работы

g n – коэффициент по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для зданий и сооружений I, II и III классов.

Расчет вертикальной составляющей силы предельного сопротивления Nu выполняется по формуле:

Nu = Fu = b’ * l’ * (Ng* xg*b’*gI + Nq*xq* d *gI’ +NC*xc CI), где

b’ и l’ –ширина и длина фундамента, для круглых данное произведение равно А – площади фундамента,

Ng, Nq, NC - коэффициенты зависящие от угла внутреннего трения (Таблица 7, СНиП),

xg xq xc - коэффициенты зависящие от формы фундамента,

b - ширина подошвы фундамента (опорного башмака), м,

gI, gI’ - осредненные значения удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента, МН/м3,

СI - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, МПа,

d - глубина заложения фундамента.

2 Сдвиговые испытания.

Прибор одноплоскостного сдвига состоит из двух колец (нижнего и верхнего). Нижнее кольцо закрепляется в сдвиговой коробке неподвижно. Верхнее может перемещаться относительно нижнего.

Консолидированно-дренированное испытание - испытание грунта для определения характеристик прочности и деформируемости с предварительным уплотнением образца (в одометре) и отжатием из него воды в процессе всего испытания.

Консолидированно-недренированное испытание - испытание грунта для определения характеристик прочности с предварительным уплотнением образца и отжатием из него воды только в процессе уплотнения.

Неконсолидированно-недренированное испытание - испытание грунта для определения характеристик прочности без предварительного уплотнения образца при отсутствии отжатия из него воды в процессе всего испытания.

 


 

3.1 Предельное напряженное состояние грунтов

Предельное напряженное состояние грунтов соответствует такому состоянию грунта в данной точке, когда малейшее увеличение нагрузки нарушает существующее равновесие и приводит грунт в неустойчивое состояние: возникают поверхности скольжения, разрывы, осадки, разрушаются связи между частицами и агрегатами.

В процессе разрушения грунта под нагрузкой выделяют две фазы:

I- фаза уплотнения (упругое линейное деформирование)- описывается теорией линейных деформаций (законом Гука)

II- фаза сдвигов (развитие пластических деформаций)- описывается теорией предельного равновесия

Упрочняющиеся- характерны для упруго-пластичных тел- по мере роста напряжений деформации вначале постепенно увеличиваются (упругая стадия), а затем, после того как напряжение достигнет критических значений, резко увеличиваются.

Идеально-упругопластичные- после упругой стадии деформации резко увеличиваются, но напряжение при этом не возрастает.

Хрупкие тела- до предела прочности деформации развиваются по упругой схеме, после чего происходит разрушение.

2. Основные типы фундаментов

Столбчатый фундамент

Итак, наиболее распространённым типом фундамента является столбчатый. Одним из основных преимуществ столбчатого фундамента является его низкая стоимость, а также высокая эффективность при возведении зданий на пучинистых, глубоко промерзающих грунтах в холодное время года

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент закладывается непосредственно под стены или ряд отдельных колон. В случае если фундамент закладывается под стены – он повторяет собой контуры будущих стен, во втором случае – это будет конструкция из перекрестных железобетонных балок.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты, поддерживающие здание по всей его площади. Плитный фундамент представляет собой сплошную или решётчатую железобетонную плиту, которая бывает сборной, в этом случае она состоит из жестко состыкованных железобетонных балок, или же состоит из монолитного железобетонного блока.

12.1.Задача Митчелла-Фламана, расчетная схема

Задача Фламана-Митчелла- определение в произвольной точке полупространства напряжений от действия распределенной по площади нагрузки

Равномерно распределенная нагрузка

Угол a называется углом видимости. При этом

b= a/2 +b` (b`-угол, составляемый крайним лучем с вертикалью). Тогда:

sz= (p/p)*(a+sina *cos2b)

sy= (p/p)*(a-sina *cos2b)

t= (p/p)*(sina *cos2b)

Данную систему уравнений представляем в виде:

sz= Kz*p, Kz= 1/p*(a+sina *cos2b)

sy= Ky*p, Ky= 1/p*(a-sina *cos2b)

t= Kyz*p, Kyz= 1/p*(sina *cos2b)

Коэффициенты Kz, Ky и Kyz представлены в табличном виде в зависимости от z/b и y/b.

2. Трехосные испытания

Трехосные испытания песчаных сыпучих грунтов

Испытание грунта методом трехосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности и деформируемости: угла внутреннего трения φ, удельного сцепления С, сопротивления недренированному сдвигу Su, модуля деформации Е и коэффициента поперечной деформации v для песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.

Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в камерах трехосного сжатия, дающих возможность бокового расширения образца грунта в условиях трехосного осесимметричного статического нагружения…

 

 

14.1. Расчет оснований данным методом производится исходя из условия

s£su,где s -совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом в соответствии с указаниями обязательного приложения 2

su-предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое в соответствии с указаниями … (СНиП)

Расчет деформаций основания следует, как правило, выполнять, применяя расчетную схему основания в виде:

• линейно деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи

• линейно деформируемого слоя,

если: а) в пределах сжимаемой толщи основания Нс, определенной как для линейно деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации E 1 ³ 100 МПа (1000 кгс/см2) и толщиной h 1, удовлетворяющей условию

где Е 2 - модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта с модулем деформации Е 1;

б) ширина (диаметр) фундамента b ³ 10 м и модуль деформации грунтов основания E ³ 10 МПа (100 кгс/см2).

Толщина линейно деформируемого слоя H в случае «а» принимается до кровли малосжимаемого грунта, в случае «б» вычисляется в соответствии с указаниями п. 8 обязательного приложения 2.

Примечание. Схему линейно деформируемого слоя допускается применять для фундаментов шириной b ³ 10м при наличии в пределах сжимаемой толщи слоев грунта с модулем деформации E < 10 МПа (100 кгс/см2), если их суммарная толщина не превышает 0,2 H.

2. расчет напряжений.Методом угловых точек. Расчетные схемы

Метод угловых точек для определения сжимающих напряжений применяется в случаях, когда загружаемая площадь может быть разбита на прямоугольники. При этом каждая рассматриваемая точка (М) должна находится в углах сопряженных прямоугольников. Тогда сжимающее напряжение в этой точке будет равно сумме от выделенных прямоугольников, для которых данная точка является угловой.

Для площадок под центром загруженного прямоугольника максимальное сжимающее напряжение составит:

max sz0= Ko*p

Для площадок под углом загружаемых прямоугольников:

szc=Кс*р

Ко и Кс- табличные коэффициенты, определяемые геометрией прямоугольника и глубиной рассчитываемой точки, р- интенсивность нагрузки.

В целом Ко= f (2z/b, l/b), a Kc= ¼ f(z/b, l/b)

 

Точка на контуре прямоугольника:

Сжимающее напряжение находится как сумма двух угловых напряжений, соответствующих прямоугольникам Мabe и Mecd.

sz= (K1c + K2c)*p

Точка внутри прямоугольника:

Суммируются угловые напряжения прямоугольников Mgah, Mhbe, Mecf и Mfdg

sz= (K1c + K2c + K3c + K4c)*p

Точка вне прямоугольника:

Напряжение в точке М складывается из суммы напряжений от прямоугольников Mhbe Mecf со знаком «+» и от Mhag и Mgdf со знаком «-»

sz= (K1c + K2c - K3c - K4c)*p

20.1Характеристики прочностных свойств грунтов, методы их определения

Прочность грунтов при сдвиге обусловлена сцеплением (наличием структурных связей) и трением между частицами.

Структурные связи- связи между структурными элементами (частицами, агрегатами кристаллами и др.), из которых состоят грунты

Характеристики прочностных свойств:

· С- сцепление (удельное сцепление), МПа

· φ -угол внутреннего трения, градусы

· τ - сопротивление грунта срезу, МПа

· R- сопротивление одноосному сжатию

· Su- сопротивление недренированному сдвигу, МПа

Прочность грунтов определяется в основном структурными связями между отдельными частицами (кристаллами или зернами) и/или агрегатами частиц и кристаллическими сростками. Прочность самих элементарных кристаллов, частиц или минеральных агрегатов имеет вторичное значение.

Разрушение грунта наступает, когда, по достижении некоторых предельных напряжений, нарушаются структурные связи и происходит необратимое перемещение частиц относительно друг друга.

Физический и геометрический смысл C и φ

Геометрический смысл (по ГОСТ 30416-96):

· Угол внутреннего трения - параметр прямой зависимости сопротивления грунта срезу от вертикального давления, определяемый как угол наклона этой прямой к оси абсцисс.

· Удельное сцепление грунта - параметр прямой зависимости сопротивления грунта срезу от вертикального давления, определяемый как отрезок, отсекаемый этой прямой на оси ординат.

Физический смысл:

· Удельное сцепление- сила или прочность структурных связей

· Угол внутреннего трения- силы трения между частицами

 

Можно выделить две составляющие сцепления:

1- прочность структурных связей (Cc)

2- прочность за счет трения (ΣW)- механические связи

Определение прочностных характеристик методом одноплоскостного среза

Испытание грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивление грунта срезу τ, угла внутреннего трения φ, удельного сцепления С, для песков (кроме гравелистых и крупных), глинистых и органо-минеральных грунтов.

Сдвиговой прибор

Прибор одноплоскостного сдвига состоит из двух колец (нижнего и верхнего). Нижнее кольцо закрепляется в сдвиговой коробке неподвижно. Верхнее может перемещаться относительно нижнего.

 

Консолидированно-дренированное испытание - испытание грунта для определения характеристик прочности и деформируемости с предварительным уплотнением образца (в одометре) и отжатием из него воды в процессе всего испытания.

Консолидированно-недренированное испытание - испытание грунта для определения характеристик прочности с предварительным уплотнением образца и отжатием из него воды только в процессе уплотнения.

Неконсолидированно-недренированное испытание - испытание грунта для определения характеристик прочности без предварительного уплотнения образца при отсутствии отжатия из него воды в процессе всего испытания.

Метод одноосного сжатия

Испытание грунта методом одноосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности: предела прочности на одноосное сжатие (R) для скальных полускальных грунтов; сопротивления недренированному сдвигу для водонасыщенных глинистых грунтов (Su).

5.2.1.2 Предел прочности на одноосное сжатие определяют как отношение приложенной к образцу вертикальной нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади его первоначального поперечного сечения.

При испытаниях цилиндрический образец грунта помещают в резиновую оболочку

Давление на образец создается рабочим поршнем (вертикальная нагрузка F) и всесторонним давлением воды

В отличии от компрессионного сжатия, сдвига и одноосного сжатия измеряется не только вертикальная и продольная (при сдвиге) деформации, но и объемная деформация (за счет измерения объема и давления воды в камере)

Трехосные испытания грунтов циклическими нагрузками

Цель данного метода- оценка прочностных свойств при динамических нагрузках (землетрясения, волнение моря, вибрация сооружения и т.д.)

При этом методе образец грунта подвергается воздействию чередующихся нагрузок сжатия и растяжения. Циклы сжатия и растяжения чередуются с периодом и частотой, соответствующими ожидаемому динамическому воздействию.

Методики испытаний не гостированы.

2. Коэффициент Пуассона Физическая характеристика материала упругого тела (грунта), равная отношению абсолютных значений относительной поперечной деформации тела к его относительной продольной деформации:

n = ( D h/h1)/((S2-S1)/S1)

Коэффициент n (коэффициент Пуассона) определяется по данным трехосных испытаний. Если эти данные отсутствуют, его значения принимается равными:

· Для песков и супесей: 0.30-0.35

· Для твердых суглинков и глин: 0.2-0.3

· Для полутвердых суглинков и глин: 0.30-0.38

· Для туго-текучепластичных суглинков и глин: 0.38-0.45

25.1.Фазы напряженного состояния

Первая фаза – фаза уплотнения – соответствует участку кривой Ос. Характерна линейная или квазилинейная связь между напряжениями и деформациями. На конечной очке фазы уплотнения, когда давление достигает величины расчетного сопротивления грунта (точка с), формируются площадки скольжения и зоны сдвигов. В первую очередь их формирование наблюдается по краям сооружения, где сдвигающие напряжения максимальны и соответствуют начальной критической нагрузке.

Развитие зон пластических деформаций по периметру загруженного фундамента при достижении давоения равного расчетному сопротивлению грунта (точка с), р – нагрузка, h – заглубление фундамента, b – ширина, q – бытовое давление, τ – зоны максимумов касательных напряжений.

Вторая фаза – фаза сдвигов – соответствует участку кривой cd. На этой стадии деформации, под воздействием некоторой критической нагрузки, переходят в пластическое или прогрессирующее течение, выпирание и подобные недопустимые нарушения. В начале фазы сдвигов под штампом формируется коническое ядро уплотнения. Характерно преобладание боковых смещений частиц и формирование сетки непрерывных плоскостей скольжения, в результате чего грунтовый массив теряет устойчивость.

Если деформации на фазе уплотнения затухающие, то на второй фазе они не затухающие и не представляют собой ряд следующих друг за другом сдвигов.

 

2) Влияние жесткости фундамента на вид эпюры напряжений

Фундаменты сооружений можно разделить на жесткие (монолитные конструкции) и гибкие (земляные насыпи, дамбы и прочее). Луковица напряжений от гибких фундаментов имеет в общем правильную параболическую форму. Поле напряжений от монолитных фундаментов на малых глубинах имеет седловидну


Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 48 | Нарушение авторских прав




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Старая Русса - поправить здоровье на земле древних храмов

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.174 сек.)