Устойчивость и предельное состояние грунта вблизи вертикальных стенок подземных сооружений.

Предмет и задачи курса.

Является продолжением курса реологии грунтов. Задачами курса являются: изучение особенностей расчета деформаций в водонасыщенных грунтах; оценка предельного напряженного состояния вблизи вертикальных поверхностей подземных сооружений; определение реакции грунта на перемещения подземных сооружений; расчет устойчивости грунтовых масс в откосах, стенок котлованов, траншеи; устойчивость сооружений на сдвиг по контактным поверхностям, на опрокидывание; особенности и строительные свойства мерзлых и структурно-неустойчивых грунтов.

 

Устойчивость и предельное состояние грунта вблизи вертикальных стенок подземных сооружений.

Основные схемы воздействия грунта на вертикальной поверхности подземных сооружений.

Вся масса подземных сооружений и схемы их взаимодействия с грунтом сводятся к нескольким типичным схемам.

 

В случае II-V воздействие грунта на вертикальные стенки подземных сооружений связано с определением прочности грунта вблизи вертикальных поверхностей контакта. Если прочность теряется, какова величина давления грунта на сооружение?

Потери прочности грунта может произойти как при статистическом положении сооружений, так и при попытке сооружений сдвинуться из-за внешних механических погрузок и иных воздействий, например из-за температурного перепада.

Рассмотрим условия наступления предельного состояния в том и другом случаях.

 

Активное предельное состояние грунта

Активное предельное состояние имеет место при потере прочности грунта от собственного веса, внешних погрузок и состояний, т.е. без воздействия рассматриваемого сооружения.

Рассмотрим активное предельное состояние на примере подпорной стенки.

 

Рассмотрим элемент вблизи вертикальной стенки с главными напряжениями σ₁ и σ₂ и положим, что

- активное предельное состояние.

В каких пределах может изменяться главное напряжение σ₁ при известном σ₂ вплоть до наступления предельного состояния по потере прочности грунта? Задача решается с использованием условия наступления предельного состояния через главные напряжения.

В уравнении (1):

Если “<” – нет предельного состояния;

если “=” – предельное состояние наступило.

Из (1) путем последовательных преобразований необходимо получить σ₁:

и т.д.

 

Принимая, что нормальное напряжение , эквивалентное связанности грунта, равно:

и учитывая тригонометрические соотношения:

получаем условие наступления активного предельного состояния:

В уравнении (3):

Если имеет место знак “>”, то предельного состояния нет.

Если становится знак “=” – предельное состояние наступило.

 

Пассивное предельное состояние грунта

Рассмотрим расчетную схему анкера:

σ₂ – известно; σ₁ -?

В каких пределах при известном σ₂ будет изменяться σ₁ вплоть до наступления предельного состояния, если стенка надвигается на грунт поверхностью CD.

При пассивном предельном состоянии

Задача решается по условию наступления предельного состояния:

=>

В уравнении (4):

если “<” – нет предельного состояния;

“=” – наступает предельное состояние.

Используя тригонометрические соотношения:

и преобразуя зависимость (4), получаем пределы возможных изменений σ₁ вплоть до наступления пассивного предельного состояния (условие наступления пассивного предельного состояния):

В уравнении (5):

если “<” – нет предельного состояния.

если “=” – пассивное предельное состояние.

 

Пассивный отпор грунта

Возникает при перемещениях сооружений в грунте и при попытке сооружений подвинуться на грунт: действие внешних погрузок.

 

Задача решается с использованием условных пассивных состояний для широкой расчетной схемы:

Интенсивности пассивного отпора определяется выражением (1):

Принимая z= Н определяют величину полного пассивного отпора:

z= Н;

z₁= 0; z₂= Н

 

 

Тема 2. Устойчивость грунтовых оснований и сооружений.

Устойчивость сооружения и грунтовых масс на сдвиг по фиксированной поверхности склона (плоская поверхность)

Тема 4. Взаимодействие трубопроводов с грунтами

10.11.04

 

Состав М Г

Входят тв. фаза (минерал частицы; органич. включения); жидкая фаза(вода); газы-воздух, защемлённые природные газы.

Кол-во и форма тв. включений и воды формируется… строения грунтов их текстра.

Текстура МГ

1. массивная.
2. ячеистая.
3. линзовая.

Г.

Лессовые грунты.

 

1. Лессы
2. Лессовые суглинки
3. Лессовые супеси

 

Лессовые грунты бывают двух видов происхождений: водного и ветрового. Осадочные обломочные горные породы, водного и ветрового происхождения. Масса обломков δ=0,0005…0,05.

 

1. Под действием собственного веса из-за отсутствия плотной упаковки слои структурных связей очень малы.
2. Плотность грунтов меньше плотности обычных грунтов.

 

При действии нагрузки и воды одновременно слабые структурные связи быстро рвутся, а крупные поры приводят к быстрому __?__ грунта на значительную величину просадки.

Лессовые грунты имеют все физические свойства присущие обычным грунтам. Особ.св-ва наз. просадочные свойства при замачивании и уплотнении вертикальной нагрузкой мгновенно оседать на большие глубины со скачкообразным коэффициентом пористости.

Характеризуются:

а) l_п – коэффициент просадочности;

б) H_к – коэффициент просадки.

 

Для определения проводится опыт на компрессорных испытаниях в условиях одноосного сжатия. Образцы грунта без замачивания при естественной влажности, образцы грунта в условиях водонасышения.

1) сухие.

P_max=P_{проект. от сооруж.}

P_{стр. лесс} << P_{стр. обычн. грунтов}, P_стр << 0,005 МПа.

 

 

2)

Для повышения несущей способности лессовых грунтов в основаниях сооружения после разработки котлована производится уплотнения с замачиванием.

 

 

Предмет и задачи курса.

Является продолжением курса реологии грунтов. Задачами курса являются: изучение особенностей расчета деформаций в водонасыщенных грунтах; оценка предельного напряженного состояния вблизи вертикальных поверхностей подземных сооружений; определение реакции грунта на перемещения подземных сооружений; расчет устойчивости грунтовых масс в откосах, стенок котлованов, траншеи; устойчивость сооружений на сдвиг по контактным поверхностям, на опрокидывание; особенности и строительные свойства мерзлых и структурно-неустойчивых грунтов.

 

Устойчивость и предельное состояние грунта вблизи вертикальных стенок подземных сооружений.