Фазы напряженного состояния грунта

Фазы напряженного состояния грунта

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 16

Распределение напряжений, как под подошвой фундамента, так и на значительной глубине необходимо знать, так как прочность и устойчивость сооружений зависит от сопротивления (R) грунта, не только примыкающей к подошве, но и глубоколежащего.

При деформации грунтов под нагрузкой Н. М. Герсеванов три фазы НДС:

I – фаза нормального уплотнения;

II – фаза сдвигов;

III – фаза выпирания грунта.

Рис. 1. Зависимость осадки S от давления P ( график Н. М. Гкрсеванова).

На графике участок оа соответствует фазе уплотнения (I), при которой осадка пропорциональна приложенной нагрузке. Из – за концепции напряжений под краями фундамента в начале фазы сдвигов (II) происходит разрушение грунта в локальных областях, т. е. происходят местные потери устойчивости. По мере роста внешней нагрузки нарушается линейная зависимость между осадкой и давлением. При дальнейшем возрастании давления под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро и при малейшем увеличении внешней нагрузки приведет к исчерпанию несущей способности.

Рис. 2. Компоненты напряжений в грунте. Тензор напряжений.

Грунты в целом не обладают упругостью, т. к. не полностью Восстанавливают форму после снятия нагрузки. Было теоретически обосновано и подтверждено строительной практикой, что в фазе уплотнения (I) для описания работы грунта допустимо использовать решения теории упругости. Работа грунта в этой фазе описывается ТЛДС.

В разделах механики выделяют три типа задач:

Пространственная задача — и возможны во всех направлениях. Плоское напряженное состояние подразумевается отличные от нуля значения напряжений, действующих только в одной плоскости xOz, а деформирование среды возможно во всех трех плоскостях. Плоская деформация предполагает невозможность деформирования тел в направлении, перпендикулярным рассматриваемой плоскости xOz, в то время как напряжения в этом направлении ненулевые. Поскольку грунт практически не работает на растяжение и не может держать форму, очевидно, что для грунта смысл имеют только пространственный случай и плоская деформация, которую в дальнейшем для краткости будем иногда называть просто плоской задачей.

Рис. 3. Виды напряженного состояния: а – пространственное напряженное состояние; б – плоское напряженное состояние; в – плоское деформированное состояние.

А. Плоские схемы – основания ленточных средств, насыпи, тоннели, плотины, откосы, склоны и подпорные стенки. В условиях плоской деформируемой среды все поперечные сечения этих сооружений равноправны.

Б. Пространственные среды – намного сложнее, поэтому часто решения получают обобщением решений плоских задач. Рассчитывают отдельные фундаменты и фундаментные плиты.

2. Характер распределения напряжений ( на примере дискретной модели).

Напряжение с глубиной рассеиваются и распространяются в стороны.

Работа грунта основания существенно отличается от работы материала строительной конструкции, сооружений.

Отличия состоят в следующем:

1. грунты имеют малую прочность и большую деформируемость по сравнению с материалами конструкций; прочность их в десятки и сотни раз больше по сравнению с грунтом основания, а деформируемость, наоборот, меньше;

2. деформация грунта во времени при постоянной нагрузке возрастает ( например, для глинистых грунтов процессы консолидации и ползучести)

Рис. 5. Деформация грунта во времени.

3. неоднородность грунтов и их свойств в основании фундаментов, а следовательно, прочности и деформируемости (понятие анизотропность), т. е. неодинаковые свойства грунтов в различных направлениях;

4. неоднородность напряжений в грунтовой толще в естественных условиях и сложность их измерений под действием внешней нагрузки;

5. различие закономерностей изменения напряженного состояния грунтов, однородных по составу, но при различной величине внешней нагрузки ( график Герсеванова).

  1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СООРУЖЕНИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
  2. Агрегатные состояния вещества.
  3. Агрегатные состояния и термодинамические фазы
  4. Адиабатические изменения состояния в атмосфере
  5. Акты гражданского состояния
  6. Акты гражданского состояния
  7. Анализ изменения энергетического состояния залежи.
  8. Анализ имущественного состояния компании
  9. Анализ процесса изменения технического состояния гидрофильтра
  10. Анализ состояния запасов

Тема 13. Критические нагрузки на грунт. Начальная критическая нагрузка на грунт. Предельная нагрузка для сыпучих и связных грунтов. Влияние свойств грунтов, размеров фундамента и глубины заложения на величину предельной нагрузки грунтовых оснований.

Критические нагрузки на грунт.

Фазы напряженного состояния грунта

При приложении к грунту нагрузок в нем начинают происходить процессы уплотнения, которые можно разделить на 3 фазы:

1 Фаза уплотнения. Работа грунта на протяжении этой фазы происходит в условиях обеспеченной прочности. Грунт уплотняется на некоторое значение А.

2 Фаза местных сдвигов. В краевых зонах происходит локальное нарушение прочности грунта. При дальнейшем увеличении )на границе между 1 и 2 фазами Рз= Рпр называется предельной.

3 Фаза выпирания. Если увеличение нагрузки продолжается, то при достижении Р5 = Ркр — критическая нагрузка в грунтах. Начинает преобладать сдвигающее напряжение . Под сооружениями образуются поверхности скольжения, по которым грунт смещается, и происходит выпирание грунта из-под нагруженной площадки, сопровождающееся ее погружением.

Были рассмотрены механические явления, возникающие в грунтах при возрастании на них местной нагрузки, причем установлены (при давлениях на грунт, больших структурной прочности) две критические нагрузки: 1—нагрузка, соответствующая началу возникновения в грунте зон сдвигов и окончанию фазы уплотнения, когда под краем нагрузки между касательными и нормальными напряжениями возникают соотношения, приводящие грунт (сначала у ребер подошвы фундаментов) в предельное напряженное состояние, и 2 — нагрузка, при которой под нагруженной поверхностью сформировываются сплошные области предельного равновесия, грунт приходит в неустойчивое состояние и полностью исчерпывается его несущая способность.

Величину первой нагрузки назовем начальной критической нагрузкой, еще совершенно безопасной в основаниях сооружений, так как до ее достижения грунт всегда будет находиться в фазе уплотнения, а вторую, при которой исчерпывается полностью несущая способность грунта,— предельной критической нагрузкой на грунт в данных условиях загружения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *