Просадочность и набухаемость грунтов. Природа явлений и расчетные характеристики деформируемости.

Просадочность грунтов- способность некоторых видов грунтов резко уменьшать свой объём при замачивании их водой при определённом давлении или некоторых мёрзлых пород при их оттаивании.

Набухаемость грунтов- характеризуется относительной величиной свободного набухания, давлением набухания и влажностью набухания. Для прогноза процесса набухания при увлажнении набухающих грунтов необходимо также знать величину относительного набухания под нагрузками, равными проектным нагрузкам от сооружения

Расчет оснований сооружений и плотин из грунтовых материалов по деформациям необходимо производить с целью выбора конструкций систем сооружение–основание, перемещения которых (осадки, горизонтальные перемещения, крены, повороты вокруг горизонтальной оси и пр.) ограничены пределами, гарантирующими нормальные условия эксплуатации сооружения в целом или его отдельных частей и обеспечивающими требуемую долговечность. При этом прочность и трещиностойкость конструкции должны быть подтверждены расчетом, учитывающим усилия, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.

Расчет по деформациям должен производиться на основные сочетания нагрузок с учетом характера их действия в процессе строительства и эксплуатации сооружения (последовательности и скорости возведения сооружения, графика наполнения водохранилища и т.д.).

Перемещения оснований сооружений, происходящие в процессе строительства, допускается не учитывать, если они не влияют на эксплуатационную пригодность сооружения.

Расчет по деформациям производится исходя из условия

где S – совместная деформация основания и сооружения (осадки s, горизонтальные перемещения и, крены i, повороты вокруг вертикальной оси и др.).

S_u – предельное значение совместной деформации основания и сооружения.

В случаях, оговоренных соответствующими нормами проектирования сооружений, допускается не производить проверку деформаций по формуле, если средние значения давления под подошвой не превышают расчетного сопротивления грунта основания R, определенного по СНиП 2.02.01–83 с учетом в необходимых случаях дополнительных коэффициентов условий работы.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения устанавливаются соответствующими нормами проектирования сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование исходя из необходимости соблюдения:

технологических требований к деформациям сооружения, включая требования к нормальной эксплуатации оборудования;

требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения.

При назначении S_u необходимо учитывать допускаемую разность перемещений секций и частей сооружений, не приводящую к нарушению нормальной работы межсекционных швов, возможность перелива воды через гребень плотины и нарушения нормальной эксплуатации связанных с сооружением коммуникаций и т. п.

Расчеты совместных деформаций следует производить для условий пространственной задачи. Для сооружений, длина которых превышает ширину более чем в 3 раза, расчеты допускается производить для условий плоской деформации. В случае, когда ширина сооружения превышает толщину сжимаемой толщи в 2 раза и более, допускается расчет осадок производить для условий одномерной (компрессионной) задачи.

При расчете по деформациям следует определять для грунтов всех категорий конечные (стабилизированные) перемещения, соответствующие завершенному процессу деформирования грунтов основания, а для глинистых грунтов, – кроме того, значения нестабилизированных перемещении, соответствующих незавершенному процессу деформирования (при коэффициенте степени консолидации <4) и перемещений, обусловленных ползучестью грунтов основания.

Примечание. При сложном геологическом строении основания (наклонная слоистость, наличие линз, изменение характеристик деформируемости грунта по глубине и в плане и пр.), при неравномерном нагружении гибкого сооружения и в других случаях, усложняющих расчет, рекомендуется использовать численные методы решения (например, метод конечных элементов (МКЭ)).

При расчете сооружений III и IV классов допускается осреднение характеристик деформируемости грунта.

При расчете деформаций основания с использованием расчетных схем, не учитывающих образование и развитие пластических деформаций, среднее давление под подошвой сооружения р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R определенного по указаниям СНиП 2.02.01–83.