2.3.4. Прочность грунтов в неконсолидированном состоянии
Изложенное выше соответствует проведению испытаний грунтов в стабилизированном состоянии, т. е. когда осадка образца от действия сжимающего напряжения прекратилась.
При
незавершенной консолидации водонасышенного
глинистого грунта эффективное напряжение
в скелете
,
вызывающее уплотнение грунта, всегда
меньше полного напряжения и закон Кулона
будет иметь следующий вид:
,
(2.13)
где
-
избыточное (поровое) давление.
2.4. Полевые методы определения параметров механических свойств грунтов.
В тех случаях, когда сложно или невозможно отобрать образцы грунта ненарушенной структуры для определения деформационных и прочностных характеристик используют полевые методы испытаний.
Испытания пробной статической нагрузкой для определения модуля деформации грунтов проводятся в шурфах инвентарными жесткими штампами. Модуль деформации определяется по формуле:
,
где (2.14)
-
коэффициент, зависящий от формы жесткого
штампа;
-
ширина или диаметр штампа;
- коэффициент
Пуассона;
-
давление и осадка штампа в пределах
линейной зависимости кривой на рис.
2.1.б.
Статическое
зондирование
заключается в медленном задавливании
в грунт стандартного зонда. Механические
и прочностные характеристики определяются
по величине удельного сопротивления
погружению зонда
.
Динамическое
зондирование
производится путем забивки в грунт
зонда из колонки штанг с коническим
наконечником. Основой для определения
механических параметров грунта является
показатель зондирования
- число ударов, необходимых для погружения
зонда на 10 см.
3. Определение напряжений в массивах грунтов.
Напряжения в массивах грунтов, служащих основанием, средой или материалом для сооружения, возникают под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта.
Основные задачи расчета напряжений:
- распределение напряжений по подошве фундаментов и сооружений, а также по поверхности взаимодействия конструкций с массивами грунта, часто называемых контактными напряжениями;
- распределение напряжений в массиве грунта от действия местной нагрузки, соответствующей контактным напряжениям;
- распределение напряжений в массиве грунта от действия собственного веса, часто называемых природным давлением.
3.1. Определение контактных напряжений по подошве сооружения.
При взаимодействии фундаментов и сооружений с грунтами основания на поверхности контакта возникают контактные напряжения.
Характер распределения контактных напряжений зависит от жесткости, формы и размеров фундамента или сооружения и от жесткости (податливости) грунтов основания.
3.1.1. Классификация фундаментов и сооружений по жесткости.
Различают три случая, отражающие способность сооружения и основания к совместной деформации:
- абсолютно жесткие сооружения, когда деформируемость сооружения ничтожно мала по сравнению с деформируемостью основания и при определении контактных напряжений сооружение можно рассматривать как недеформируемое;
- абсолютно гибкие сооружения, когда деформируемость сооружения настолько велика, что оно свободно следует за деформациями основания;
- сооружения конечной жесткости, когда деформируемость сооружения соизмерима с деформируемостью основания; в этом случае они деформируются совместно, что вызывает перераспределение контактных напряжений.
Критерием оценки жесткости сооружения может служить показатель гибкости по М. И. Горбунову-Посадову
, (3.1)
где
и
- модули деформации грунта основания и
материала конструкции;
и
– длина и толщина конструкции.