Распределение напряжений в грунте по подошве фундамента сооружения.

Различают:

- жесткие фундаменты (у которых отношение высоты к их длине <1/3) – не изгибаются под действием внешних нагрузок; реактивное давление по подошве жестких фундаментов определяется без учета их изгиба и изменяется по линейному закону, как по длине, так и по ширине фундамента.

 

- гибкие фундаменты (у которых отношение высоты к длине составляет <1/3) – реактивное давление по подошве определяется, исходя из совместной работы фундамента и основания, и зависит от прогиба фундамента.

При проектировании жестких фундаментов (небольших размеров в плане) можно допустить, что нормальные напряжения в грунте по подошве фундамента (площадью до 50 м² ) могут быть определены так же, как и в случае центрального или внецентренного сжатия конструкций из материала, подчиняющегося закону Гука.

Реакция грунта по подошве фундамента при центрально приложенной нагрузке определяется по формуле простого сжатия:

где σ – напряжение в грунте в уровне подошвы фундамента;

P - равнодействующая всех вертикальных сил в плоскости подошвы фндамента;

А_ф – площадь подошвы фундамента;

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что эпюры нормальных напряжений по подошве фундаментов не являются прямолинейными.

 

При относительно небольших средних удельных нагрузках на грунт в уровне подошвы жесткого фундамента, когда по краям зоны предельных пластических деформаций (зоны сдвигов) еще не образовались или развились незначительно, эпюры нормальных напряжений в любых грунтах имеют вид седла (рис. а). По мере возрастания нагрузки на фундамент две волны седла сближаются (рис. б) и в результате сливаются, превращаясь в параболическую эпюру (рис. в). Дальнейшее нарастание нагрузки приводит к возникновению колоколообразной эпюры (рис. г) и завершается выпором грунта из-под подошвы фундамента.

При решении контактной задачи для абсолютно жесткого фундамента исходят из положения теории линейно деформируемой среды о том, что при центральной нагрузке все точки в зоне контакта перемещаются одинаково.

Общий случай действия вертикальной и горизонтальной сил, а также изгибающего момента рассмотрен В.А.Флориным. По подошве жестких фундаментов получается седлообразная эпюра напряжений в грунте. Силы трения по подошве фундамента оказывают незначительное влияние на характер эпюры напряжений. Поэтому действие вертикальных и горизонтальных сил можно учитывать раздельно.

Теоретическое распределение контактных напряжений по подошве жесткого ленточного фундамента.	Распределение напряжений в грунте и крен внецентренно нагруженного жесткого ленточного фундамента