механика грунтов, конспект лекций. Лекция 4 Основные понятия курса. Цели и задачи курса. Состав, строение, состояние и физические свойства грунтов. 4

• Название: Лекция 4 Основные понятия курса. Цели и задачи курса. Состав, строение, состояние и физические свойства грунтов. 4
• Анкор: механика грунтов, конспект лекций.doc
• Дата: 09.04.2017
• Размер: 2.19 Mb.
• Имя файла: механика грунтов, конспект лекций.doc
• Тип: Лекция; #4663
• страница: 10 из 15

4.1.1. Начальная критическая нагрузка

Начальная критическая нагрузка соответствует случаю, когда в основании под подошвой фундамента в единственной точке под гранью фундамента возникает предельное состояние.

Выберем в основании точку М (рис. 4.3) и определим такое контактное напряжение р, при котором в этой точке возникнет предельное напряженное состояние.

В модели линейно-деформируемой среды полные напряжения в точке М определятся как

; ,

(4.3)

где α – угол видимости.

Предельное напряженное состояние в точке М реализуется при соблюдении условия (4.2). Подставив (4.3) в (4.2) получим:

.

(4.4)

Запишем соотношение для глубины самой нижней точки, в которой возможно предельное состояние от подошвы фундамента.

.

(4.5)

Решая это уравнение относительно p:

.

(4.6)

По определению при p_нач.кр z_max=0. Тогда в единственной точке основания под гранью фундамента будет выполняться условие предельного равновесия:

- формула Пузыревского

(4.7)

Фундамент, спроектированный так, что напряжение под его подошвой не превышает начальной критической нагрузки (p<p_нач.кр.), будет находиться в совершенно безопасном состоянии. Однако, как показала практика, грунты основания при этом будут обладать значительным резервом несущей способности.

4.1.2. Нормативное сопротивление и расчетное давление

Если допустить под подошвой центрально нагруженного фундамента шириной b развитие зон предельного равновесия на глубину , то несущая способность основания остается обеспеченной. При этом осадки во времени затухают и стремятся к постоянной величине, а зависимость оказывается достаточно близкой к линейной. Следовательно, при этих условиях для расчётов деформации основания можно использовать формулы теории линейного деформирования грунтов.

Нормативное сопротивление грунта основания R^н соответствует наибольшему среднему сжимающему напряжению под подошвой фундамента при котором по подошве фундамента допускается развития областей предельного состояния на глубину равную b/4.

(4.8)

Одним из основных условий определения размеров фундаментов является требование , где р – расчетное давление под подошвой фундамента.

Выражение (4.8) часто представляют в виде трехчленной формулы:

,

(4.9)

здесь M_γ, M_q, M_c – некоторые функции от угла φ.

(4.10)

Значения этих коэффициентов приведены в СНиП 2.02.01-83*.

Дальнейшие исследования позволили еще дальше отодвинуть практический предел среднего напряжения под подошвой фундамента, где так же допустим расчет осадок с учетом линейной деформации грунтов оснований. Эта величина, согласно СНиП 2.02.01-83*, получила название расчетного сопротивления грунта R(4.11).

В этом случае формула (4.9) имеет несколько более сложный вид (учет подвальных помещений, учет неоднородности грунта и т.п.) и будет рассмотрена в курсе «Основания и фундаменты».

(4.11)