М. 9. 20. Из какого предположения выводится среднее значение коэффициента относительной сжимаемости в способе эквивалентного слоя.

Среднее значение коэффициента относительной сжимаемости в способе эквивалентного слоя выводится из предположения, что осадка однородного основания при среднем значении коэффициента относительной сжимаемости равна суммарной осадке отдельных слоев, то есть приравниваются осадки и, исходя из этого, получается среднее значение коэффициента относительной сжимаемости. При вычислении напряжений в пределах каждого слоя используется треугольная эпюра напряжений s _z по глубине, распространяющаяся на двойную толщину эквивалентного слоя (см.рис.М.9.15).

М.9.21. Почему согласно способу эквивалентного слоя считается, что сжатие грунта происходит на глубину эквивалентного слоя, а не на двойную его глубину?

Потому, что эпюра напряжений s _z считается треугольной, распространяющейся на двойную глубину эквивалентного слоя, а эта треугольная эпюра по площади равновелика прямоугольной эпюре, распространяющейся на глубину эквивалентного слоя.

М.9.22*. Каким образом определяется крен жесткого фундамента?

Крен рекомендуется определять, исходя из решения для эксцентрично загруженного жесткого штампа, находящегося на упругом полупространстве. Коэффициенты для формулы в зависимости от соотношения сторон вычислены и приведены, например, в СНиПе.

М.10. ДЕФОРМАЦИИ ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ ВО ВРЕМЕНИ

М.10.1. С чем связано то обстоятельство, что грунты деформируются не сразу после приложения нагрузки, а на это требуется определенное время?

Это связано с тем, что деформация грунта определяется изменением его пористости и для деформирования грунта нужно деформирование междучастичных связей. Эти связи часто бывают вязкопластичными и деформируются не сразу, а с течением времени. Кроме того, в порах грунта содержится вода и изменение пористости, особенно полностью водонасыщенного грунта, связано с необходимостью отжатия воды из пор грунта, на что требуется время.

М.10.2. С какой скоростью в твердых телах распространяются напряжения?

В твердых телах напряжения распространяются со скоростью звука.

М.10.3. Какой представляется модель полностью водонасыщенного глинистого грунта? Что моделирует диаметр отверстий в поршне?

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.М.10.3).

Рис.М.10.3. Схема, поясняющая поведение водонасыщенного глинистого грунта при сжатии: 1 - пружина, заменяющая скелет грунта; 2 - жидкость, заменяющая поровую воду; 3 - поршень с тонкими отверстиями для передачи давления на грунтовую массу

М.10.4. В чем заключаются предпосылки теории фильтрационной консолидации?

Предпосылки теории фильтрационной консолидации сводятся к следующему:

- скелет грунта линейно-деформируемый, деформируется мгновенно после приложения к нему нагрузки и вязкими связями не обладает;

- структурной прочностью грунт не обладает, давление в первый момент полностью передается на воду;

- грунт полностью водонасыщен, вода и скелет объемно несжимаемы, вся вода в грунте гидравлически непрерывна;

- фильтрация подчиняется закону Дарси.

М.10.5. Какие напряжения вызывают сжатие грунта?

Только эффективные, то есть передающиеся на скелет грунта. Нейтральное давление на сжатие грунта не влияет.

М.10.6. Какие случаи изменения полного давления (эпюры напряжений s _z) рассмотрены на практике и являются типовыми?

Рассмотрены три случая:

1) эпюра прямоугольная;

2) эпюра треугольная с вершиной вверху, у границы (имеется в виду сжатие грунта от собственного веса);

3) эпюра треугольная с вершиной внизу и конечной ординатой вверху (эта эпюра соответствует способу эквивалентного слоя).

М.10.7. Какой вид имеет основное уравнение (уравнение Павловского), из которого выводится уравнение теории фильтрационной консолидации? Каков его физический смысл?

Это уравнение для одномерного случая имеет вид

где q - единичный расход фильтрующейся воды (скорость), м/с; n - пористость грунта; z - координата (вдоль оси z происходит фильтрация), м; t - время, с.

Это - уравнение неразрывности (сплошности).