- •1 Основные понятия и определения курса.
- •2 Цели и задачи курса. Связь с другими дисциплинами.
- •Главная задача курса освоение методик расчета грунтовых оснований.
- •4 Грунтовые основания. Происхождение грунтов.
- •5 Составные части (компоненты) грунтов. Грунты представляют собой пористые материалы, поры которых могут быть полностью или частично заполнены водой. Составные части
- •6 Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
- •7 Виды воды в грунтовом основание.
- •8 Воздух и органические вещества в грунте.
- •9 Понятие о текстуре и структуре грунтов.
- •10 Физические свойства грунтов и их характеристики.
- •11 Пределы Аттерберга
- •12 Классификация грунтов по гост.
- •14 Сжимаемость грунтов. Компрессионные испытания.
- •15 Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.
- •16 Сжимаемость массива грунта. 17 Испытание грунта штампом.
- •18 Полевые методы определения модуля деформации грунта.
- •19 Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.
- •20 Сопротивление грунта сдвигу. Основные понятия.
- •21 Основные понятия теории прочности грунта.
- •22 Предельное сопротивление грунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.
- •23 Закон Кулона для связанных и несвязанных грунтов.
- •24 Испытания по схеме трехосного сжатия.
- •25 Условия прочности несвязных связных грунтов ( испытания в стабилометре).
- •26 Полевые методы испытания на сдвиг.
- •27 Водопроницаемость грунтов. Законы движения воды в грунте
- •Закон Дарси Закон ламинарной фильтрации или закон Дарси (Дарси, 1885) записывается виде:
- •28 Эффективные и нейтральные давления (напряжения) в грунте.
- •29 Природа (физические причины) длительного протекания деформаций в грунте.
- •30 Особые свойства грунта.
- •31 Использование характеристик физических свойств грунтов для приближенной оценки их механических свойств.
- •32 Выбор расчетных значений характеристик грунта.
- •33 Напряжение в грунте от собственного веса.
- •34 Напряжение в грунте от сосредоточенной силы.
- •35 Напряжения в грунте от распределенной нагрузки.
- •Напряжения от действия внешней нагрузки под центром фундамента.
- •36 Метод угловых точек.
- •37 Напряжения в грунте от вертикальной равномерно распределенной полосовой нагрузки.
- •38 Распределение напряжений в грунте по подошве фундамента сооружения.
- •39 Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
- •Метод коэффициента постели
- •41 Определение начального критического давления.
- •42 Определение конечного критического давления
- •43 Расчет конечных осадок
- •Определение деформаций оснований (осадки) по методу послойного суммирования
- •Расчет осадок по методу эквивалентного слоя
- •♯ Виды нарушения откосов
- •♯ Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения
- •♯ Давление грунта на ограждающую поверхность
- •44 Алгоритм расчета осадки основания фундамента
- •4 5. Понятие о расчете осадок во времени
1 Основные понятия и определения курса.
Основание – это толщина грунтов, на которых возводится сооружение (основание воспринимает нагрузки и деформируется, при чрезмерных деформациях основания возникают деформации сооружения, которого делают невозможной нормальную эксплуатацию и приводят к авариям). Основание – массив грунта, находящийся непосредственно под фундаментом. Различают естественные основания (они сложены природными грунтами) и искусственные основания (они представляют собой уплотненные и закрепленные различными способами природные грунты).
Под грунтом понимается рыхлые горные породы, состоящие из отдельных частиц, прочность которых намного больше связей между частицами. Грунты – любые горные породы, почвы, техногенные образования, являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности объекта.
Ф ундаментом называют подземную часть здания или инженерного сооружения, находящую нагрузку от надземной части на грунт, который в этом случае становится основанием. Нижняя поверхность фундамента называется подошвой. Расстояние от поверхности планировки до подошвы – глубиной заложения фундамента.
1 – грунтовое основание; 2 – фундамент мелкого заложения; 3 – свайный фундамент из ростверка (3) и сваи (4); 4 – сваи; 5 – подошва фундамента; 6 – подошва ростверка; 7 – обрез фундамента; d1 – глубина заложения; DL – отметка планировки.
2 Цели и задачи курса. Связь с другими дисциплинами.
Цель курса «Механика грунтов» – научиться обосновывать и принимать правильные и оптимальные решения по выбору и проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений (промышленных и гражданских) в различных инженерно-геологических условиях.
Главная задача курса освоение методик расчета грунтовых оснований.
Практические задачи, связанные с оценкой поведения грунтов, обычно осложняются тремя обстоятельствами:
- грунты очень многообразны и неоднородны;
- поведение грунтов лишь приближенно следует законам механики простейших идеализированных сред (сыпучей, упругой, пластичной и т.д.), в связи с чем точность расчетов оснований в основном ниже, чем расчетов надземных конструкций;
- неправильное прогнозирование поведения грунтов по своим последствиям может быть намного опасней ошибок в оценке надземных конструкций.
Связь геотехнических дисциплин с
дисциплинами механико-математического цикла
3 Краткая история развития фундаметостроения.
В древнем мире и средневековье строители уже хорошо знали, что фундаменты нужно заглублять в грунт и делать их шире стен. При этом ширина принималась тем большей, чем «слабее» грунт. Было известно, что слабые грунты лучше пробивать сваями и опираться на более прочные пласты.
В 13-19 веке фундаментостроение начало переходить на научную основу.Большая заслуга в этом принадлежала таким ученым-инженерам, как Ш. Кулон, К. Моор. в России- В.М. Карлович, А.И. Красовский.
В XX веке механика грунтов оформилась как самостоятельная научная дисциплина. Особую роль в этом сыграл австрийский ученый К. Терцаги, которого многие называют создателем механики грунтов. Немалый вклад в эту науку внесли отечественные специалисты Н.М. Герсеванов, П.А. Минаев, Н.П. Пузыревский, Н.А. Цытович и др. В отечественной практике раньше, чем за рубежом стала применяться теория упругости, раньше осуществлен переход на расчеты по предельным состояниям. Высокого уровня достигли теоретические исследования в сфере статики сыпучих сред.
В настоящее время фундаментостроение развивается в условиях, отличающихся от условий предшествующих веков, как в сторону усложнения, так и упрощения решаемых задач. Усложнения связаны с очень большими объемами строительных работ, сложностью конструкций возводимых объектов, необходимостью освоения районов со все более сложными инженерно-геологическими и природно-климатическими условиями. Упрощения же связаны с возможностью применения более совершенных машин, механизмов, новых эффективных материалов, которых предшествующие поколения строителей не знали.
Основные достижения советского фундаментостроения:
1. обоснование методов строительства на сжимаемых грунтах;
2. строительство на просадочных грунтах;
3. строительство на вечномерзлых грунтах.