Допущения при расчете по этому методу 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Допущения при расчете по этому методу



1. Линейная зависимость между напряжениями и деформациями.

2. Осадки рассматриваются, исходя из max Pz – под центром фундамента.

3. Не учитывается, как правило, слоистость напластований при построении Pz.

4. Это задача пространственная (6 компонентов напряжений), мы учитываем только Pz (5 комп. не учитываем).

5. Не учитываем боковое расширение грунта.

6. На некоторой глубине ограничиваем активную зону, ниже которой считаем, что грунт практически не деформируется.

 

 


Определение осадки фундамента по методу эквивалентного слоя
(Н. А. Цытович, 1934 год)

Рис. 5.7. Эпюры распределения давлений при различной площади загрузки

 

При большей площади загрузки глубина распределения давлений и объем грунта, подвергающийся деформации, будут больше. Следовательно, и осадки будут больше.

Под эквивалентным слоем подразумевается некоторый ограниченный по толщине слой грунта, который при сплошной, равномерно распределенной нагрузке, приложенной к границе основания, дает значение осадки, равное осадке фундамента, имеющего ограниченные размеры в плане при той же нагрузке и аналогичных грунтовых условиях. Другими словами, в данном методе пространственная задача расчета осадок может заменяться одномерной.

В случае однородного основания грунт моделируется сплошным линейно деформируемым телом. Считается, что осадка основания определяется всеми компонентами напряжений и зависит от жесткости фундамента. Учитывается также боковое расширение грунта основания.

В методе эквивалентного слоя конечную осадку фундамента определяют в результате решения задачи теории упругости о деформировании упругого полупространства под действием равномерно распределенной нагрузки по формуле

 

s = he∙mv∙p 0, (5.5)

 

где mv – коэффициент относительной сжимаемости грунта;

p 0 – дополнительное давление по подошве фундамента;

he – мощность эквивалентного слоя грунта:

 

he = A∙ω∙b, (5.6)

 

b – ширина подошвы фундамента; ω – коэффициент, зависящий от формы подошвы и жесткости фундамента; А – коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения грунта ν:

A = (1– ν)2/(1–2 ν). (5.7)

 

Произведение A∙ω называют коэффициентом эквивалентного слоя, который находят по табличным данным.

Метод эквивалентного слоя позволяет определять осадку слоистого основания с использованием приближенного решения.

Так, в расчетной схеме сжимаемую толщину основания, влияющую на осадку фундамента, принимают равной Hc = 2 he, а распределение дополнительных вертикальных напряжений – по треугольной эпюре (рис. 5.8, а). Вершину треугольной эпюры напряжений назначают на глубине Нс, а основание эпюры р 0 – под подошвой фундамента. Грунты, находящиеся в пределах глубины сжимаемости толщи, считаются однородными с осредненными характеристиками.

Осадку слоистого основания также вычисляют по формуле (5.5), с той лишь разницей, что в ней используют средний коэффициент относительной сжимаемости, определяемый из условия, что в пределах сжимаемой толщи полная осадка равна сумме осадок, входящих в нее слоев. Средний коэффициент относительной сжимаемости находят из выражения

 

, (5.8)

 

где hi – высота i -го слоя грунта в пределах сжимаемой толщи;

mvi – коэффициент относительной сжимаемости i -го слоя;

zi – расстояние от нижней точки треугольной эпюры до середины i-го слоя (рис. 5.8).

Метод эквивалентного слоя позволяет рассчитывать осадку с учетом влияния других, рядом расположенных фундаментов с помощью метода угловых точек, о котором уже говорилось выше.

 

Рис. 5.8. Расчетная схема к методу эквивалентного слоя при слоистом пластовании грунтов

 

Затухание осадки во времени

Затухание осадки грунтов во времени (их консолидация) является сложным процессом, на который оказывают влияние водопроницаемость, структура, поровое давление, ползучесть скелета грунта, сжимаемость самих минеральных частиц, воды и защемленного воздуха, условия нагружения, а также геологическое строение площадки.

Обобщенное решение задачи затухания осадки в замкнутом виде из-за сложности происходящих процессов в настоящее время отсутствует. В расчетные модели, схемы и методы вводятся различные допущения, предпосылки и упрощения, приемлемые только для отдельных грунтов и условий их нагружения.

Наиболее простой, доведенной до рабочего состояния, является фильтрационная теория консолидации (уплотнения) грунтов. В этой теории грунты рассматриваются в состоянии «грунтовой массы», т. е. с полным насыщением пор свободной гравитационной водой и при отсутствии сил сцепления. Скорость затухания осадки зависит от скорости выдавливания (фильтрации) воды из пор уплотняемого грунта. Решение получено для одномерной задачи с прямоугольной и треугольной эпюрами уплотняющих давлений в предположении, что ток фильтрационной воды направлен вертикально, и в начальный момент все внешнее давление воспринимает вода. По мере отжатия воды из пор в работу включаются минеральные частицы. Осадка закончится тогда, когда всю нагрузку воспримут минеральные частицы.

К. Терцаги предложил для полностью водонасыщенного глинистого грунта такую модель: цилиндр, заполненный водой, внутри которого имеется стальная пружина. Цилиндр закрыт поршнем, имеющим весьма малые отверстия. Если на этот поршень поставить груз, то опускание поршня возможно только за счет выдавливания из цилиндра лишней воды. Поршень начнет надавливать на пружину и остановится лишь тогда, когда все усилия груза полностью передадутся на пружину. При этом лишняя вода из цилиндра выдавится наружу. Диаметр отверстий моделирует фильтрационную способность грунта: чем мельче отверстия, тем медленнее выдавливается вода, и медленнее идет процесс осадки (рис. 5.9).

Используя метод эквивалентного слоя, в котором все задачи приводятся к одномерным, фильтрационную теорию консолидации грунтов можно применить и для других видов нагружения.

Предпосылки и допущения, принятые в теории фильтрационной консолидации, значительно сокращают область ее применения. Н. А. Цытович указывал, что «теория фильтрационной консолидации грунтов (без дополнительных условий) будет применима для неуплотненных, полностью водонасыщенных (слабых) глинистых грунтов».

По всей вероятности, эта теория в большей степени отвечает условиям одномерной задачи, когда происходит уплотнение грунтов на большой площади (например, для прогноза затухания осадок некоторых гидротехнических сооружений и отдельных ядерных установок). Использование теории фильтрационной консолидации для промышленных и гражданских зданий и сооружений дает неопределенные результаты.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-08-16; просмотров: 743; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.198.45.0 (0.06 с.)