28 Основные гипотезы напряженного состояния грунтовых оснований сооружений.

Для определения напряжений в грунтовом массиве на базе решений теории упругости могут применяться различные модели грунтового мас­сива. В простейшем (и весьма распространенном на практике) случае для

определения напряжений, возникающих от внешней нагрузки, приклады­ваемой к массиву, используется модель однородного линейно-деформируемого полупространства.

Основные допущения, при которых получены решения применитель­но к этой модели, сводятся к следующему:

• полупространство в направлении оси Z считается неограниченным от начала координат (рис. 4.5);

• полупространство считается сплошной средой;

• полупространство считается однородным (в нем не учитывается слоистость и включения);

• полупространство принимается изотропным, т.е. его механические свойства по любому направлению считаются одинаковыми;

• деформации в полупространстве линейно связаны с напряжениями.

Второй часто используемой моделью является модель сжимаемого слоя конечной мощности. От предыдущей она отличается тем, что с некоторой глубины (по оси Z) однородное линейно-деформируемое полупространство подстилается практически несжимаемым бесконечным массивом, т.е. массивом, имеющим деформативность существенно мень­шую (теоретически - нулевую), чем расположенная выше часть.

Решение задачи Буссинеска. Основано на следующих гипотезах (в

последствии подтвержденных точными решениями):

а) нормальные напряжения на площадках, касательных к сферической поверхности с центром в точке приложения силы, являются главными напряжениями. По этой причине касательные напряжения на указанных площадках отсутствуют;

б) нормальные напряжения, лежащие в вертикальной плоскости, на площадках, нормальных к сферической поверхности с центром в точке

приложения силы, равны нулю;

в) нормальные напряжения на площадках, касательных к сферической поверхности с центром в точке приложения силы, прямо пропорциональны косинусу угла видимости и обратно пропорциональны квадрату радиуса сферы.

Под углом видимости понимается угол между радиусом сферы, проведенным в центр площадки, и центральной вертикальной осью сферы.

Предельное напряженное состояние грунта под полосовой

нагрузкой. Задача Пузыревского. Основными гипотезами, при которых решена задача Пузыревского, являются следующие:

1) компоненты напряжений распределяются в грунтовом массиве в соответствии с решением Фламана для плоской деформации;

2) коэффициент бокового давления грунта в предельном состоянии равен единице. Экспериментальными исследованиями установлено,

что введенные гипотезы позволяют получать решения с точностью,

достаточной для практики.

29. Три фазы работы грунта в основании сооружения. Какие процессы определяют осадку сооружения в каждой фазе?

При приложении к грунту нагрузок в его толще почти мгновенно возникает сложное напряженное состояние. В результате воздействияна грунт нормального напряжения происходит процесс уплотнения грунта, который приводит к осадке сооружения. С увеличением нагрузки на грунт в тех же условиях происходит дальнейшее нарастание осадок сооружения, однако уже с меньшей интенсивностью в связи с прогрессирующим уплотнением грунта. У этом процессе явно превалирует значение нормальных напряжений. Влияние сдвигающих здесь едва заметно, и во всех обстоятельствах оно погашается сопротивляемостью грунта сдвигу. Эти условия нагружения и деформации отвечают 1 фазе работы грунта в основании сооружения его уплотнению под нагрузкой от сооружения в условиях обеспеченной прочности грунта и устойчивости основания.

При новом увеличении нагрузки начинается прогрессирующееся нарастание осадки сооружения, связанное помимо дальнейшего уплотнения с некоторым отдавливанием грунта из под подошвы фундамента в его краевых зонах (пластические области), в которых происходит локальное нарушение прочности грунта – 2 фаза. Здесь одновременно проявляется влияние напряжений нормальных и сдвиговых. Это явление связанное с дефрмацией сдвига грунта, допустимо далеко не во всех случаях. Фазу называют - нарушение прочности грунта или фаза локальных сдвигов. В результате проявления ползучести глинистых грунтов в основании такая осадка сооружения нередко приобретает долго затухающий характер, что в отдельных случаях может нарушить общую устойчивость сооружения.

При дальнейшем увеличении нагрузки указанное явление прогрессирует и когда достигает критической наступает обычно резкое и внезапное полное нарушение общей устойчивости основания, связанное с выпором грунта.Это 3 фаза работы грунта – нарушение устойчивости (фаза общего сдвига и выпора грунта). В этой фазе преобладающее влияние умеют сдвигающие напряжения.