10. Расчетные эпюры контактных давлений

Контактные напряжения – это вертикальные напряжения σ_z, возникающее на поверхности контакта подошвы фундамента или штампа с грунтом. Характер распределения контактных напряжений зависит от жесткости фундамента, жесткости и вида грунта. Контактные напряжения в случае действия горизонтальной нагрузки возникают как по поверхности подошвы фундамента, так и по его боковой поверхности.

4. Фазы ндс грунта.

Р ассмотрим воздействие нагрузки на поверхность грунта, обладающего структурной прочностью. Для передачи нагрузки на грунт используется какая-то распределительная конструкция, называемая штампом. Их подразделяют на жесткие и гибкие. Жесткие штампы отличаются тем, что их изгибная деформация из-за большой жесткости принимается равной нулю по сравнению с деформацией грунта.

Мы будем рассматривать жесткие штампы.

Интегральным выражением деформаций является осадка s. С увеличением нагрузки осадка будет развиваться в соответствии с кривой на диаграмме.Участок ОА соответствует нагрузке, при которой возникающие в грунте под основной частью подошвы штампа напряжения не превышают структурную прочность . При таких напряжениях развиваются преимущественно упругие осадки. Вследствие неравномерности распределения давления по подошве жесткого штампа напряжения под его отдельными частями, особенно под краями, будут превышать .Р_стр Под основной частью штампа деформации

будут возрастать примерно пропорционально изменению нагрузки. Эту фазу напряженного состояния называют фазой упругих деформаций, хотя одновременно с ними развиваются в небольших зонах пластические деформации, а это приводит к тому, что в пределах и этой фазы между нагрузкой и осадкой нет строгой линейной зависимости. Когда давление под всей подошвой штампа превысит структурную прочность, в основании станут развиваться деформации уплотнения, которые в пределах сравнительно небольших напряжений, как показывают компрессионные испытания, можно принять линейно возрастающими, соответствующими участку АВ. При давлении, незначительно превышающим структурную прочность грунта, уплотнение развивается лишь в зоне, непосредственно примыкающей к подошве штампа.

По мере увеличения нагрузки грунт будет уплотняться во все большей зоне. Эту фазу напряженного состояния грунтов в основании называют фазой уплотнения и местных сдвигов.При еще большем давлении зоны пластических деформаций будут развиваться в стороны от зон пластических деформаций. Участок ВС соответствует значительному развитию местных сдвигов. Это фаза развития интенсивных деформаций сдвигов и уплотнения.

Наконец, при возрастании нагрузки N на сравнительно неглубоко заложенный фундамент произойдет резкая осадка его с выпором грунта из основания в стороны и вверх. На кривой осадок появится практически вертикальная линия СD, соответствующая фазе выпора (потеря несущей способности основанием).

5. Расчетное сопротивление грунта

Расчетным сопротивлением грунта основания(R) называется среднее давление по подошве фундамента при котором область пластических деформаций развивается на гл убину 1/4 ширины подошвы фундамента R=P/A .Для предварительного определения размеров подошвы фундамента величина R находится по физическим характеристикам грунта основания. Затем для принятых размеров подошвы фундамента производится проверка получаемой величины давления p. В качестве определяющих расчетное сопротивление R принимаются уже прочностные характеристики грунта: угол внутреннего трения ϕ и удельное сцепление c. Область с предельным состоянием не должна по глубине превышать 1/4 ширины подошвы фундамента. Расчет производится по формуле (5.5) главы СП [21]:

здесь γc1, γc2 − коэффициенты условий работы; k – коэффициент надежности; Mγ, Mq, Mc− безразмерные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения; γII − удельный вес грунта, расположенного ниже подошвы фундамента; γ ′II − то же, но выше подошвы фундамента шириной b, заглубленного в грунт на величину d1. Величина db

представляет разность заглублений в грунт фундамента справа и слева; cII − удельное сцепление.