Фазы напряженно-деформированного состояния основания при возрастании нагрузки. Характерные давления на основание. Расчетное сопротивление грунта основания.

 Под нагрузкой от сооружения в грунте возникают напряжения и деформации. Накопление деформаций по всей толще основания приводит к осадке сооружения. Перегрузка фундамента может вызвать разрушение грунта.

 Выделяются следующие стадии:I – уплотнения; II – сдвигов; III – разрушения. В первой стадии деформации малы. Перемещения частиц грунта направлены преимущественно по вертикали, под подошвой формируется область (ядро) уплотненного грунта. Зависимость S = f (p) наэтом участке близка к линейной. Во второй стадии характер деформирования меняется: из-под краев фундамента происходит отжатие грунта и формируются области, в которых прочность грунта исчерпана – области сдвига. По мере их развития приращения осадок все более опережают приращения давлений, что отражается в существенной нелинейности зависимости S = f (p).

Выход областей сдвига на поверхность грунта приводит к наступлению III стадии – разрушению основания с провальной осадкой.

График показывает необходимость теоретического определения давлений (нагрузок), вызывающих переход основания из одной стадии деформирования в другую: это Р_1кр. – первая критическая (совершенно безопасная) нагрузка и Р_2кр.= Р_пред. вторая критическая, или предельная нагрузка.

 

39.Осадка отдельного слоя грунта при сплошной равномерной нагрузке (одномерная задача уплотнения).

Расчёт по этому методу возможен, если мощность обжимаемого грунта значительно меньше минимального размера фундамента в плане (когда ), а подстилающим слоем является практически несжимаемый грунт.

При действии сплошной нагрузки слой грунта будет испытывать только сжатие без возможности бокового расширения аналогично компрессионному сжатию в цилиндре. Очевидно, что осадка грунта в таком случае может произойти только вследствие уменьшения его объема за счёт уплотнения грунта, т.е. уменьшения его пористости. Объем твердых частиц при этом останется практически неизменным. Т.к. осадка слоя равна разности высот грунта до и после уплотнения грунта, то получим .Учитывая, что объем твердых частиц грунта остается неизменным до и после уплотнения, можно получить следующую зависимость , отсюда , где е ₁ и е ₂ – коэффициенты пористости до и после уплотнения. Подставляя выражение будем иметь

 

 

Принимая во внимание закон уплотнения е ₁– е ₂= m ₀ P, выражение для определения осадки примет вид

 

Т.к. m ₀/(1+ е ₁) = b / Е ₀ то, подставляя в последнее выражение, получим наиболее простой вид формулы для осадки слоя при сплошной нагрузке

Метод определения осадки отдельного слоя при сплошной равномерной нагрузке можно применять лишь для сооружений с широкими фундаментами при залегании скалы ниже подошвы на глубине, не превышающей половину ширины фундамента.