Виды сопротивления основания. - раздел Механика, Механика грунтов курс лекций Если Увеличить Общую Нагрузку Р На Фундамент, Его Осадка S Будет Возрастать. ...
Если увеличить общую нагрузку Р на фундамент, его осадка S будет возрастать. График зависимости осадки (рис 6.1) от равномерного давления Р на основание называется кривой осадки:
Р=Р/F,
Где Р – общая нагрузка на фундамент;
F- площадь подошвы фундамента.
Наблюдения показывают, что все встречающиеся на практике кривые осадки можно разбить на три основных типа, обозначенные на рис 6.4, а буквами А, В и С.
Начальный участок I кривых типа А и В линеен, т.е. существует прямая зависимость между осадкой и давлением (1 фаза осадки), затем следует нелинейный участок II постепенно увеличивающейся кривизны (II фаза осадки), на котором одинаковым приращениям давления отвечают всё возрастающие приращения осадок. У кривых типа А этот участок ускоряющегося развития осадок небольшой и вскоре переходит в участок III – вертикальную прямую, обозначающую выпор грунта из-под фундамента (рис 6.1б) и резкие неравномерные осадки провального характера (III фаза осадки).
При этом давление Р достигает предельного значения – предельного сопротивления основания Рп.
В результате выпирания грунта из-под фундамента в стороны и вверх возле осевшего и накренившегося сооружения возникают бугры выпирания (см. рис 6.1б)
В соответствии с процессами, протекающими в грунте основания при росте нагрузки на фундамент фазы осадки называют: Iая – уплотнения, IIая – сдвига, IIIья – выпора или разрушения.
График типа А характерен для плотных грунтов, сопротивления сдвигу которых определяется в основном внутренним трением, и при неглубоко заложенных фундаментах.
Кривые типа В обычно встречаются при грунтах средней плотности и при более глубоком заложении фундаментов, чем при кривых типа А.
При кривых типа С, характерных для слабых грунтов – рыхлых песков или высокопористых водонасыщенных илов, фундамент уже при относительно малых нагрузках на основание, как бы проваливается, «тонет» в грунте, легко вытесняя его в стороны. В отличие от осадок по кривым типа В здесь сопротивление грунта по мере оседания почти не растет. У кривых типа С начальный линейный участок отсутствует. Если структура грунта разрушается при нагружении и он разупрочняется, то возможна катастрофическая осадка. При частичной разгрузке основания из такого грунта в момент начинающегося разрушения выпирание не приостанавливается.
В случае кривой осадки А предельное сопротивление основания определяется давлением, при котором кривая переходит в вертикальный участок. При кривых В предельное сопротивление условно определяют как давление, начиная с которого, участок III кривой можно с достаточным приближением считать прямолинейным.
Некоторые виды грунтов могут испытывать интенсивное разупчнение из-за внезапного разрушения их структуры в результате замачивания грунта (мессовые грунты), вибраций (разжижение водонасыщенных рыхлых песков), разрушение межчастичных связей в илистых отложениях под влиянием высоких сдвигающих напряжений, разжижения в период оттаивания льдонасыщенных мерзлых грунтов и т.п. Во всех таких случаях осадка сооружения резко увеличивается, кривая осадки переходит в вертикальную подающую прямую. Эти осадки внезапного разрушения структуры грунта называют просадками. До их наступления эти грунты имеют кривые осадки типа А.
Несущий столб. Для лучшего понимания работы основания под вертикальной нагрузкой от сооружения пользуются моделью несущего столба – столба грунта, ограниченного вертикальными поверхностями, проходящими по контуру фундамента (рис 6.5).
1ый случай – несущий столб заключен в жесткую обойму, как образец в кольце компрессионного прибора. Боковое расширение несущего столба при том отсутствует и характер кривой осадки фундамента будет аналогичен кривой компрессионного сжатия (рис 6.6, кривая I).
Окружающий грунт будет испытывать боковое давление со стороны несущего столба, которое уменьшается кверху и книзу, так как в верхней торцовой площади сечения столба поперечному расширению грунта препятствует трения о подошву фундамента, а книзу сжимающее напряжение в столбе уменьшается из-за разгружающего действия направленных вверх сил трения по окружающему грунту.
2ой случай – вокруг несущего столба отрыт котлован на глубину hсж, причем грунт основания обладает высоким сцеплением. В этом случае несущий столб будет вести себя, подобно призматическому образцу, испытывающему основное сжатие. Кривая осадки будет близка к кривой сжатия образца при свободном боковом расширении (см. рис 6.6, кривая 2)
В реальных условиях грунт, окружающий несущий столб, мешает его поперечным деформациям. Однако, в отличие от жесткой обоймы, грунт основания вокруг несущего столба обладает сжимаемостью и, следовательно, может несколько оттеснить и уплотнить этот грунт и сам испытывать соответствующее поперечное расширение. Подобную деформацию несущего столба называют сжатием при ограниченном или оттесненном боковом расширении. Такое сжатие испытывает образец в приборе трехосного сжатия, когда поперечное расширение грунта происходит при сопротивлении окружающей жидкости.
Кривая осадки фундамента (см. рис 6.6, кривая 3) имеет промежуточный характер между указанным случаями – боковое расширение невозможно (кривая 1) и происходит свободные боковое расширение (кривая 2 – грунт вокруг удален).
Упругое ядро – это клин, расположенный в верхней части несущего столба. Чем шире фундамент, тем большие размеры имеет упругое ядро, тем большую массу грунта оно стремится раздвинуть в стороны, тем больше сопротивление основания выпиранию.
Чем меньше коэффициент трения грунта о подошву фундамента, тем меньше высота упругого ядра.
Если на фундамент действуют односторонние горизонтальные силы и моменты, то ядро может вообще не образоваться или быть очень небольшим.
Упругое ядро не возникает при быстром загружении слабого водонасыщенного грунта, когда давление от фундамента передается значительно или полностью на поровую воду и трение по подошве очень мало. В этом случае верхняя часть несущего столба выжимается по поверхности площади скольжения, которая стелется близко к подошве фундамента.
Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования... Ростовский Государственный университет путей сообщения...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Виды сопротивления основания.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Основные задачи механики грунтов
Многообразие проблем, рассматриваемых в механике грунтов, можно свести к следующим основным задачам:
1. Исследование физико-механических свойств структурно-неустойчивых грунтов, т.е. проса
Грунт как многокомпанентная среда
Грунты состоят из отдельных минеральных частиц различной крупности и состава. однако минеральные зерна не занимают всего объёма грунта, между частицами остаются пустоты, которые в совокупности обра
Твердая фаза. Определение вида несвязных грунтов
Свойства твердой фазы (скелета грунта) зависят от гранулометрического, минералогического состава и формы частиц.
Гранулометрический состав в природных грунтах определяется размером
Жидкая фаза
Наличие жидкой фазы оказывает большое, часто определяющее влияние на свойства грунтов. Поровая жидкость преимущественно представлена водой. В зависимости от интенсивности электромалекулярных сил по
Газообразная фаза
Поровой газ подразделяют на свободный, защемлённый и растворённый.
Свободный газ через поровое пространство сообщается с атмосферой и не оказывает существенного влияния на механичес
Фазовые характеристики грунтов
Представляя трехкомпонентную или трехфазную среду, грунт имеет общую массу — m, массу частиц или массу скелета грунта — ms, массу воды — mω, общий объем грунта — V, объем
Производные фазовые характеристики
Производные фазовые характеристики рассчитываются по основным и служат для детальной характеристики и классификации грунтов. К ним относятся: плотность сухого грунта ρd, пористость
Фильтрация воды в грунтах. Закон Дарси.
Важной особенностью грунтов, как дисперсных (мелкораздробленных) пористых тел, является их водонепроницаемость, т.е. способность фильтровать воду.
В грунтах различают связанную и св
Начальный гидравлический градиент
Закон Дарси выполняется преимущественно для песков (рис 2.3.). в глинистых грунтах фильтрация может вообще не иметь место.
Движение воды в глинах начинается лишь после преодоления некоторо
Гидродинамическое давление. Суффозия и кальматаж.
Гидродинамическим давлением называется давление движущейся воды на скелет грунта. По величине гидродинамическое давление равно сопротивлению движению воды, а по направлению — противоположно ему. Ги
Деформационные характеристики
Деформационные свойства грунтов необходимы при изучении закономерностей, связывающих деформации с напряжениями
Изучение деформируемости обычных материалов производится при
Природа прочности горных пород (грунтов)
Под действием внешней нагрузки в отдельных точках (областях) грунта эффективные напряжения могут превзойти внутренние связи между частицами грунта, при этом возникнут сдвиги одних частиц или
Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона.
Для изучения предельного сопротивления грунтов сдвигу, разработаны специальные приборы и методики испытаний. Наиболее распространенными в настоящее время являются сдвиговые приборы.
Испытание прочности грунтов по методу шарового штампа
Этот метод применяется для исследования дисперсных связных и вязких грунтов как в полевых, так и в лабораторных условиях. Метод основан на измерении осадки штампа сферической формы при некоторой по
Испытания грунтов на сдвиг при простом и трехосном сжатии
Испытание на простое (одноосное) сжатие возможно только для тугопластичных и твердых глинистых грунтов, из которых могут быть вырезаны образцы цилиндрической или призматической формы.
Фазы работы грунта в основаниях сооружений
Анализируя закономерности нарастания внешних воздействий (осадок штампа с ростом нагрузки), Н.М. Герсеванов в 1930году выделил три участка графика, соответствующие трем фазам работы грунта (рис 11.
Влияние неоднородности основания на распределение напряжений.
При наличии в основании слоев с существенно разной сжимаемостью (различающейся в несколько раз) характер распределения напряжений изменяются.
1) при наличии жесткого подстилающего слоя нап
Распределение напряжений от собственного веса грунта.
Важным фактором для оценки работы грунтов основания является напряженное состояние, возникающее от их собственного веса.
При горизонтальной поверхности грунта вертикальное напряжение
Понятие о прочности устойчивости оснований.
Известно, что работа основания сооружения характеризуется темя фазами работы грунта:
- I фазой уплотнения;
- II фазой локального нарушения прочности;
- III фазой нарушени
Первая критическая нагрузка. Расчетное сопротивление грунта.
Первая критическая нагрузка для связных грунтов
Нагрузка, являющаяся границей между I и II фазами работы грунта основания (первая критическая нагрузка), соответствует появлению пред
Виды деформации грунтов и причины их обусловливающие.
Определение деформаций грунтов под действием внешних сил имеет огромное значение для практики проектирования фундаментов сооружений.
Факторами, определяющими долговечность сооружений, явля
Упругие деформации грунтов и методы их определения.
Грунты, представляющие собой сложные дисперсные природные образования, можно рассматривать как упругие тела лишь при определенных условиях.
При действии местной нагрузки (большей структурн
Определение конечной осадки сооружения
Исходные положения для вычисления осадки сооружения.
В зависимости от геологического строения грунтового основания применяют одну из следующих расчетных моделей:
- при боле
Определение хода осадок во времени
Достижение конечной осадки может быть растянуто во времени на десятки, сотни лет. Длительность хода осадки связано со многими факторами и прежде всего с водопроницаемостью водонасыщенных грунтов.
Учет влияния на осадку сооружения соседних фундаментов.
При возведении сооружений в условиях существующей застройки осадки сооружений старой застройки возобновляется. Это происходит в связи с повышением сжимающих напряжений в толще основания от нагрузки
Расчет несущей способности основания.
Общую максимальную нагрузку от фундамента, которую может выдержать основание без разрушения, называют его несущей способностью (Ф). несущая способность основания зависит от размеров его площ
Грунтовые откосы
Грунтовые откосы являются наиболее сложными искусственно-естественными образованиями, которые нередко обрушаются и приводят к авариям. При проектировании железнодорожной линии важно учитывать не то
Сопротивление грунта сдвигу.
Грунт обладает на откосе значительной потенциальной энергией. Она переходит в кинетическую энергию движения грунта под действием многих факторов, главным из которых является предельное равновесие.
Временные откосы
Откосы котлованов и траншей имеют временное значение и находятся в состоянии непрерывного медленного движения грунта на склонах, которые делятся на сезонные, захватывающие поверхностные слои грунта
Методы расчета устойчивости откосов.
На практике в нашей стране чаще всего применяют метод круглоцилиндрической поверхности скольжения. Наиболее широко применяемые методы расчета устойчивости склонов (откосов) основаны на так называем
Общее понятие.
Скальные откосы являются непременной конструкцией железнодорожного пути в горных странах. От их устойчивости зависит нормальное функционирование железной дороги.
Устойчивостью скальных отк
Подпорные стены.
7.3.1. Общие понятия. Типы подпорных стенок
Подпорные стенки представляют собой искусственные инженерные сооружения, позволяющие сопрягать различные
Оценка устойчивости подпорной стенки
Оценка устойчивости подпорной стены включает в себя определение давления грунта, проверку стены на прочность и устойчивость против опрокидывания и плоского сдвига. (М.Н. Гольдштейн)
Уст
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов