Фазы напряженно деформируемого состояния грунта. Принцип линейной деформируемости грунта. Основные допущения при определении напряжений в массиве грунта

 

Фазы напряженно деформируемого состояния

1- фаза упругих деформаций

2-фаза уплотнения и местных сдвигов

3-фаза интенсивного развития сдвиговых деформаций

4 –фаза выпора

 

Принцип линейной деформируемости грунта

p При нагрузках до некоторого предела пропорциональности и при однократном приложении сжимающей нагрузки зависимость между деформациями основания и нагрузкой может быть принята линейной и при расчете грунтов могут быть использованы основные положения теории линейно - деформируемых тел.

Условия применимости модели линейно-деформируемое среды для грунтов

p Нагрузка на основание не должна превышать некоторый предел пропорциональности (N2)

p Грунт испытывает лишь одноразовое загружение;

p Грунт испытывает лишь сжимающую нагрузку (дисперсные среды прочностью на растяжение не обладают).

 

Определение напряжений от действия сосредоточенной силы.

Определение напряжений от сосредоточенной силы

 

 

Основные допущения

p Грунт является линейно-деформируемой средой

p Грунт испытывает лишь одноразовое загружение сжатия

p Условно принимается, что грунт является сплошным телом (зернистость не учитывается)

p Грунтовая толща представляет собой полупространство, бесконечно простирающиеся по глубине и в стороны

Решение Буссинеска

 

 

Определение напряжений при действие нескольких сосредоточенных сил

В случае действия на основание нескольких сосредоточенных сил, напряжения определяются с использованием принципа суперпозиции:

Напряжения от действия нескольких внешних нагрузок могут быть определены как сумма напряжений от действия каждой нагрузки в отдельности.

Таким образом общая формула для определения напряжений от действия нескольких сил может быть записана в виде:

Определение напряжений от равномерно-распределенной нагрузки. Метод угловых точек при определении напряжений в любой точке полупространства.

Действие равномерно распределённой нагрузки

Равномерно-распределенные нагрузки наиболее распространенное силовое воздействие на грунтовое основание

Зависимость можно записать в виде:

где- α_c коэффициент рассеивания напряжений, который можно определить по соответствующим таблицам в зависимости от

 

 

где f_mс – табличная функция для угловых точек.

Метод угловых точек

1. σ_z =(α₁+ α₂)∙P

2. σ_z =(α₁+ α₂+α₃+ α₄)∙P

3. σ_z =(α₁+ α₂- α₃- α₄)∙P

4. σ_z =(α₁- α₂- α₃+ α₄)∙P

 

 

Определение напряжений по гибкой полосе. Главные напряжения.

 

Определение напряжений по гибкой полосе

p Напряженно-деформируемое состояние в этом случае называется плоским

p Напряжения σ_х=0 или постоянны (const)

p Деформации ε_х=0

 

Главные напряжения

Главные напряжения удобнее определять через угол видимости.

 

?2- это 𝜎2

?- это α

?1- это α1

?сверху – это 𝛽

Формула справа это 𝛽=α/2

 

Направление действия главного напряжения σ₁ совпадает с биссектрисой угла видимости

 

Устойчивость свободных откосов и склонов для сыпучих и связанных грунтов

Практическое применение задачи:

n Обеспечение безопасного проведения работ в грунтовых выработках (в котлованах, траншеях и т.п.)

n Обеспечение устойчивости зданий и сооружений, находящихся вблизи бровки откоса

n Обеспечение устойчивости земляных сооружений (насыпи, грунтовые дамбы и т.п.)

Виды оползней: оползни вращения, оползни скольжения, оползни разжижения.

Причины нарушения равновесия откосов:

n При увеличении внешних сил воздействия (нагрузка на бровку откоса, возникновение фильтрационных сил, землетрясение и т.п.)

n При уменьшении сил сопротивления грунта сдвигу

Основные термины: Бровка откоса, Основание откоса, Угол заложения откоса, Высота откоса h

Устойчивость свободных откосов и склонов:

-Идеально сыпучий грунт (с=0)

T^/=Nf, T=Psinα, N=Pcosα

Условия равновесия откоса: T^/=T,

T^/=fN, f=tgϕ, T=Psinα, Psinα-Pcosαtgϕ, ϕ=α

Угол заложения откоса не должен превышать угла внутреннего трения (условие равновесиядля идеально сыпучего грунта).

Для идеально связанного грунта φ=0.

Условия равновесия откоса: T^/=T,

T^/-Равнодействующая сил удерживающих откос от обрушения

 

 

h- максимальная высота устойчивого откоса с вертикальной стенкой