РОЗРАХУНОК ДЕФОРМАЦІЙ ОСНОВ СПОРУД

 

 Якою практично вважається епюра додатка навантаження на основу? Яким чином ураховується заглиблення фундаменту в основу?

Епюра додатка навантаження на основу вважається рівномірною, якщо навантаження симетричне, або трапецеїдальне, якщо навантаження прикладене з ексцентриситетом.

Заглиблення фундаменту звичайно враховується у формі рівномірно вертикально діючого пригруження по краях фундаменту.

 Який вид має епюра реактивних напруг під твердим штампом? Яким чином на неї впливають області пластичної деформації?

Епюра реактивних напруг (тисків) під твердим штампом, отримана з рішення теорії пружності, має форму "сідла" з максимумом під краями (ординати рівні нескінченності) і мінімумом у середині (менш середньої величини тиску). Оскільки ґрунт (та й будь-який матеріал) не може сприймати нескінченно більших тисків, то під краями починають розвиватися області пластичної деформації, а ординати епюри реактивних тисків перевищувати граничні значення не можуть. Але щоб виконати умову рівноваги, тобто щоб не порушувався об'єм (площа) епюри, підвищуються ординати епюри у внутрішній її частині (рис.М.9.2,а).

У випадку ексцентричного додатка зовнішнього навантаження замість прямокутної епюри ми маємо трапецеїдальну (рис.М.9.2,б) і стосовно до неї робляться ті ж побудови, які показані на рис.М.9.2,а.

Рис. М. 9.2. Епюри реактивних тисків:  а - випадок центрального навантаження;  б - випадок позацентрового навантаження:  1 - епюра за рішенням теорії пружності; 2,3 - трансформація епюри з ростом пластичних деформацій; 4 - вид епюри, прийнятий у практичних розрахунках; 5 - осаду поверхні основи; 6, 7 - максимальні й мінімальні крайові тиски; 8 - центр епюри реактивних тисків

 Який вид має крива залежності "осад-навантаження" для штампа і який вид їй надають при розрахунку основи?

Крива залежності "осад-навантаження" для штампа має вигляд, представлений на графіку. При розрахунку основи цю криву на ділянці, що цікавить нас, заміняють прямою (рис.М.9.3).

Рис.М. 9.3. Залежність основи штампа від навантаження

 Що називається "осадовим" тиском і яке обґрунтування дається тому, що основа розраховується не на повну величину тиску?

Осадовим тиском p_o іменується різниця тисків повного переданого основі через підошву фундаменту й "побутового" - природного тиску, що випробовує ґрунт на відмітці закладення підошви фундаменту. Таким чином, осад розраховується не на повну величину тиску, що прикладена, а на зменшену. Обґрунтуванням для цього служить те, що осад в ґрунтовому масиві від ваги вище лежачої  товщі вже завершився, а пружні деформації підйому незначні, також як і повторні осади (пружні й залишкові) при навантаженні в межах тиску від вище лежачої  товщі ґрунту. Тому крива "осаду-навантаження" буде мати вигляд, показаний на рис.М.9.4.

Рис. М. 9.4. Залежність між осіданням і навантаженням на штамп:  а - навантаження - повне розвантаження й вторинне навантаження; б - умовна схема, прийняте в методі елементарного підсумовування для розрахунку осаду

 Які основні допущення закладені в розрахунку осаду способом пошарового підсумовування? Від якого горизонту відраховується епюра природного тиску?

Основні допущення наступні:

1. Осідання відбувається тільки при тисках, що перевищують природний тиск на відмітці закладення підошви фундаменту.

2. Зв'язок між тиском і відносною деформацією лінійний і може бути описаний залежністю закону Гука.

3. Напруги в ґрунтовому масиві розподіляються відповідно до рішень теорії пружності.

4. Розраховується епюра тисків s _z по глибині тільки по осі симетрії навантаження (x = 0), і ці напруги вважаються однаковими уздовж горизонтальної осі x. Таким чином, має місце деяке завищення напруг, що діють уздовж осі x, проти середніх значень у межах ширини підошви фундаменту.

5. Уважається, що ґрунт не перетерплює бічного розширення й стискується тільки у вертикальному напрямку (за рахунок цього осаду трохи применшується). Схема показана на рис.М.9.5.

Рис. М. 9.5. Схема для розрахунку осаду по способу елементарного підсумовування:  1 - елементарний шар до деформації; 2 - те ж, після деформації

Епюра природного тиску рахується від поверхні ґрунту - природного рельєфу.

 Якими приймаються бічні тиски при розрахунку осаду способом пошарового підсумовування? Чи можна вважати, що бічне розширення ґрунту в цьому способі повністю не враховується?

При розрахунку опади способом пошарового підсумовування бічні розподіли приймаються такими, якими вони виходять при стиску ґрунту в одометрі, тобто

Хоча при розрахунку осаду бічне розширення ґрунту в цьому способі й не враховується (приймається, що бічні деформації дорівнюють нулю), але побічно вони враховуються тим, що розподіл напруг отриманий з рішення теорії пружності для півпростору (або на півплощини), у якому вважалося, що середовище мало можливість бічних переміщень. Таким чином, воно безпосередньо не враховується, а побічно й частково враховано.

 У формулі розрахунку опаду способом пошарового підсумовування є коефіцієнт b . Від чого він залежить?

Коефіцієнт b визначається з вираження

і, отже, залежить тільки від коефіцієнта Пуассона ґрунту (коефіцієнта відносної поперечної деформації). У СНиП 2.02. 01-83 умовно прийняте постійне значення для b (уважається, що b = 0,8).

 У яких межах ведеться підсумовування осаду при розрахунку методом пошарового підсумовування?

Чи завжди приймається при визначенні положення нижньої границі стисливої товщі коефіцієнт 0,2?

У методі пошарового підсумовування осаду підсумуються до тієї оцінки, коли осьові додаткові стосовно природної напруги не знизяться до 20 % від природних (побутових) на цій же відмітці. Ця відмітка вважається нижньою границею стисливої товщі (В. С.), а осадами за рахунок стиску нижче лежачої  товщі зневажають. Однак, якщо нижче розташовані слабкі ґрунти з модулем деформації E < 5 МПа, то нижню границю стисливої товщі варто опустити до тієї точки, де додаткові стосовно природного тиску складуть 10 % від природних, а не 20 % як звичайно.

 Чи виходить лінійна залежність осаду від навантаження в методі пошарового підсумовування?

Ні, не виходить у зв'язку з тим, що положення нижньої границі стисливої товщі змінюється залежно від діючого зверху осадового тиску - чим більше осадовий тиск, тим нижче за інших рівних умов буде положення нижньої границі стисливої товщі. Тому залежність осаду від навантаження не буде лінійною.

М.9.10. Від яких факторів залежить положення нижньої границі стисливої товщі в методі пошарового підсумовування ( чи буде вона розташовуватися нижче або вище)?

Залежить від:

- питомої ваги ґрунтів основи;

- наявності горизонту ґрунтових вод;

- заглиблення фундаменту;

- навантаження на фундамент;

- ширини фундаменту;

- співвідношення сторін підошви фундаменту в плані;

- наявності шарів слабкого ґрунту в основі.

 Яким чином впливають розташовані поруч фундаменти один на одного? Як будується епюра напруг s _z при наявності розташованого поруч фундаменту?

При розташуванні фундаментів поруч наявність одного з них впливає на осідання сусіднього фундаменту. Цю обставину варто враховувати при розрахунку осаду (рис. М. 9.11). Тому до додаткових тисків s _z фундаменту, що розраховуэться, варто додати значення s _z, що виникають у цьому місці від сусіднього фундаменту, користуючись способом кутових точок. Якщо відмітки підошви одного й іншого фундаментів однакові, то епюра додаткових тисків буде мати нульову ординату вгорі. Якщо сусідній фундамент 2 має більш високо розташовану підошву, то епюра одержить у рівні підошви фундаменту, що розраховує, 1 кінцеве значення додаткового від сусіднього фундаменту 2 D s _z.

Рис. М. 9.11. Схеми для розрахунку осаду при наявності близько розташованих фундаментів:  а - фундаменти 1 і 2 перебувають поруч на одному рівні; б - фундамент 2 розташований вище, ніж фундамент 1

 Для якого випадку отримане рішення задачі про осад фундаменту, враховується вплив всіх компонентів напруг?

Для однорідного ізотропного ґрунту, у якого модуль деформації E₀ і коефіцієнт Пуассона m ₀ постійні.

 Як обчислити значення модуля деформації ґрунту E₀, необхідного для розрахунку осаду, за результатами штампових випробувань у полі при компресійних випробуваннях в одометрі?

На кривій "осад-навантаження" штампа вибираються дві точки, у межах яких ведеться випрямлення. Рекомендується, щоб перша точка відповідала б тиску в ґрунті в точці відбору зразка від власної ваги вище лежачих  шарів p₁, а друга відповідала б повному тиску p₂ від ваги ґрунту й очікуваного навантаження від спорудження. Мається на увазі, що крива в діапазоні обраних двох тисків добре б апроксимувалася прямою. Для обчислення модуля деформації E₀, МПа, використається формула

Тут s₂ і s₁, див - величини опаду, що відповідають тискам p₁ і p, МПа; d - діаметр штампа, див; w - коефіцієнт форми штампа, рівний 0,85; m ₀ - коефіцієнт Пуассона ґрунту, прийнятий звичайно 0,3 для пісків і супісей і 0,4 для глин. За результатами компресійних випробувань в одометрі величина E₀, МПа, обчислюється по формулі

де e₁ і e₂ - значення коефіцієнтів пористості, що відповідають тискам p₁ і p₂; е₀- величина початкового коефіцієнта пористості, одержувана на осі величин e (див. М. 4.5, мал. М. 9.13).

Рис. М. 9.13. Визначення величини модуля деформації ґрунту E0:  а - за результатами штампових випробувань у польових умовах; б - по компресійній кривій

 Коли рекомендується застосовувати спосіб розрахунку осаду з використанням розрахункової схеми у вигляді лінійно деформуємого  шару кінцевої товщини?

Цим способом пропонується користуватися, якщо модуль деформації ґрунту основи більше 100 МПа або якщо модуль деформації E₀> 10 МПа, але ширина підошви фундаменту більше 10 м. У цьому випадку осадовий тиск вважається рівним повному.

 У чому складається ідея методу еквівалентного шару (по Н.А.Цитовичу)?

Ідея полягає в тім, що прирівнюються осади, з одного боку, штампа (гнучкого або твердого), що перебуває на пружному однорідному лінійно деформуємому півпросторі, а, з іншого боку, поверхні безмежного лінійно деформуємого шару при тих же величинах зовнішнього навантаження, що діє однаково по всій границі цього шару, і модуля деформації. У результаті цього прирівнювання перебуває товщина такого шару h_екв, названого еквівалентним (рис. М. 9.15).

Рис. М. 9.15. Розрахунок осаду по способу еквівалентного шару

 Для яких випадків використається в розрахунковій практиці спосіб еквівалентного шару?

Для випадків неоднорідних ґрунтів основи й при розрахунку загасання осаду в часі по теорії фільтраційної консолідації.

 Чому у формулу осаду для твердого штампа на пружному півпросторі не входить глибина стисливої товщі?

Тому, що півпростір знизу не обмежений (товщина дорівнює нескінченності) і при рішенні завдання відшукується невласний інтеграл. Якби товщина була обмежена кінцевим розміром, вона входила б в остаточну формулу осаду.

 Від яких факторів залежить коефіцієнт w у формулі осаду для півпростору? Чому він дорівнює для кола, квадрата, "стрічки"?

Цей коефіцієнт залежить від форми в плані завантаженої площадки (квадрат, коло, прямокутник), а також від твердості штампа (гнучкий штамп або твердий). Для кола й твердого штампа він дорівнює 0,79, для квадрата - 0,88, для "стрічки" (співвідношення розмірів сторін 10:1 і більше) - 2,12.

 Який вид має епюра тисків s _z по глибині в методі еквівалентного шару?

У методі еквівалентного шару вона має форму прямокутника, що поширюється на всю товщину еквівалентного шару. Однак потім цей прямокутник заміняється рівновеликим трикутником з висотою, рівною двом товщинам еквівалентного шару (див. мал.М.9.15).

 З якого припущення виводиться середнє значення коефіцієнта відносної стисливості в способі еквівалентного шару?

Середнє значення коефіцієнта відносної стисливості в способі еквівалентного шару виводиться із припущення, що осад однорідної основи при середнім значенні коефіцієнта відносної стисливості дорівнює сумарному осіданню окремих шарів, тобто прирівнюються осади й, виходячи із цього, виходить середнє значення коефіцієнта відносної стисливості. При обчисленні напруг у межах кожного шару використається трикутна епюра напруг s _z по глибині, що поширюється на подвійну товщину еквівалентного шару (див. рис. М. 9.15).

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: