Напряжения от собственного веса грунта

 

Вертикальные нормальные напряжения в грунте от веса лежащих выше грунтов называют природным или бытовым давлением и обозначают s_zg.

Природное давление в однородном грунте на глубине h определяются по формуле

szg = g× h,

(28)

где g – удельный вес грунта.

Природное давление в неоднородном основании на кровле (n+1)-го слоя вычисляется по формуле

,

(29)

 

где g_i и h_i – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды по формуле (11). На кровлю водонепроницаемого слоя грунта (на водоупор) в этом случае действует дополнительное давление равное g_wh_w; здесь g_w = 10 кН/м³ – удельный вес воды, h_w - разность отметок уровня грунтовых вод (WL) и кровли водоупора (рисунок 12).

Если под слоем водонепроницаемого грунта расположены грунтовые воды, то на кровлю грунта под водоупором действуют давления, уменьшенные на g_wh₂; здесь g_w = 10 кН/м³ – удельный вес воды, h₂ – толщина водонепроницаемого слоя грунта (рисунок 13).

 

График напряжений от собственного веса грунта s_zg называется эпюрой напряжений от собственного веса грунта.

Пример 2. Построить эпюру напряжений от собственного веса грунта для грунтовых условий, приведенных на рисунке 14. Характеристики грунтов:

1 Слой - g₁ = 20 кН/м³;

2 Слой - g_s = 26, 6 кН/м³; е = 0, 661;

3 Слой - g₃ = 22 кН/м³.

Решение. На поверхности грунта напряжение от собственного веса грунта равно нулю.

Напряжение по подошве первого слоя равно s_zg1 = g₁h₁ = 20× 2 = 40 кПа.

Напряжение по подошве второго слоя вычисляем с учетом взвешивающего веса воды

9, 99 кН/м³;

s_zg2 = s_zg1+g_sb2h₂ =

= 40 + 9, 99× 2 = 59, 98 кПа.

Напряжение на кровле водоупора вычисляем с учетом дополнительного давления от веса воды во втором слое

s_zg3 = s_zg2+g_wh₂ = 59, 98 + 10× 2 = 79, 98 кПа.

Напряжение по подошве третьего слоя

s_zg4 = s_zg3+g₃h₃ = 79, 98 + 22× 1 = 101, 98 кПа.

Напряжение на кровле четвертого слоя вычисляем с учетом обратного скачка

s_zg5 = s_zg4 - g_wh₃ = 101, 98 - 10× 1 = 91, 98 кПа.

Контрольные вопросы для самоподготовки.

1. Фазы напряженно-деформированного состояния грунтов при передаче на них постепенно увеличивающейся нагрузки.

2. Что характеризует начальное критическое давление?

3. Что понимают под расчетным сопротивлением грунта?

4. Как экспериментально определить распределение давлений по подошве фундамента?

5. Закон распределения давлений по подошве фундамента полученный в результате теоретических исследований.

6. Закон распределения давлений по подошве фундамента, применяемый в инженерных расчетах.

7. Определение напряжений в толще грунта от сосредоточенной силы, приложенной к поверхности грунтового основания.

8. Определение напряжений в толще грунта от равномерно распределенного давления, приложенной к поверхности грунтового основания на прямоугольной площади.

9. Какой принцип заложен в определении напряжений в толще грунта по методу угловых точек?

10. Какие имеются особенности определения напряжений в толще грунта от собственного веса при наличии в основании напорных и безнапорных грунтовых вод?

 

Деформации оснований, определение перемещений фундаментов

 

Деформации оснований

 

Деформации основания подразделяются на:

­ осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

­ просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.;

­ подъемы и осадки - деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);

­ оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово-суффозионными процессами и т.п.;

­ горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п.;

­ провалы - деформации земной поверхности с нарушением сплошности грунтов, образующиеся вследствие обрушения толщи грунтов над карстовыми полостями или горными выработками.

Деформация основания в зависимости от причин возникновения подразделяются на два вида:

­ первый - деформации от внешней нагрузки на основание (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);

­ второй - деформации, не связанные с внешней нагрузкой на основание и проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений поверхности основания (оседания, просадки грунтов от собственного веса, подъемы и т.п.).

Расчет оснований по деформациям должен производиться из условия совместной работы сооружения и основания. Совместная деформация основания и сооружения может характеризоваться:

­ абсолютной осадкой основания s отдельного фундамента;

­ средней осадкой основания сооружения ;

­ относительной неравномерностью осадок двух фундаментов Ds/L;

­ креном фундамента (сооружения) i;

­ относительным прогибом или выгибом f/L;

­ кривизной изгибаемого участка сооружения 1/r;

­ относительным углом закручивания сооружения J;

­ горизонтальным перемещением фундамента (сооружения) u.

Расчет деформаций основания выполняется, с применением одной из двух расчетных схем основания:

­ линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи H_c (см. п. 4.2);

­ линейно-деформируемого слоя (см. п. 4.3), если выполняется одно из условий:

а) в пределах сжимаемой толщи основания H_c, определенной как для линейно деформируемого полупространства, залегает слой грунта с модулем деформации E₁ ³ 100 МПа и толщиной h₁, удовлетворяющей условию

,

(30)

где Е₂ - модуль деформации грунта, подстилающего слой грунта с модулем деформации Е₁;

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

На текущий момент в нормативной литературе по проектированию оснований фундаментов единственным методом расчета осадок фундаментов (за исключением свайных фундаментов) является метод в основе которого лежит схема линейно-деформируемого полупространства [4]. В учебных целях в пособии представлен и второй метод расчета осадок.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: