- •Содержание
- •1.Предмет исследования механики грунтов. Механика грунтов как наука.
- •2.Основная классификация грунтов.
- •3.Виды воды в грунтах.
- •4.Классификация грунтов по гранулометрическому и минералогическому составу.
- •5.Грунт как трехфазная модель. Основные и расчетные характеристики грунта.
- •6.Сжимаемость грунтов. Компрессионная зависимость. (закон уплотнения)
- •7.Водопроницаемость грунтов. Закон ламинарной фильтрации.
- •8.Начальный градиент напора.
- •9.Эффективное и нейтральное давление в грунтовом массиве.
- •10.Коэффициент бокового давления грунта. Модуль общей деформации.
- •11.Контактное сопротивление грунтов сдвигу.
- •12.Закон Кулона для песчаных и глинистых грунтов.
- •13.Структурно-фазовая деформируемость грунтов.
- •14.Лабораторные методы определения прочностных и деформационных характеристик.
- •15. Полевые методы испытания грунтов.
- •16.Основные положения о распределении напряжений в грунте.
- •17.Определение напряжений в массиве грунта от действия сосредоточенной силы.
- •18.Определение напряжений от нагрузки, распределенной по ограниченному контуру.
- •19.Определение напряжений в массиве грунта от действия равномерно-распределенной нагрузки. Метод угловых точек.
- •20.Распределение напряжений при плоской задаче. (Задача Фламана).
- •21.Эпюры и изолинии распределения напряжений в массиве грунта.
- •22.Определение контактных напряжений. (Контактная задача).
- •23.Распределение напряжений от собственного веса грунта.
- •24.Влияние формы и площади загружения на развитие напряжений в грунте.
- •25.Распределение напряжений при треугольной нагрузке.
- •26.Причины нарушения устойчивости откосов.
- •27.Распределение напряжений от нагрузки, меняющейся по закону прямой.
- •28.Фазы напряженного состояния грунта.
- •29.Условия предельного равновесия.
- •30.Первая (начальная) критическая нагрузка.
- •31.Вторая (Предельная) критическая нагрузка.
- •32.Элементарные задачи устойчивости откосов.
- •33.Метод круглоцилиндрических поверхностей.
- •34.Давление грунтов на подпорные стенки.
- •35.Осадка слоя грунта ограниченной толщи.
- •36.Определение осадки методом элементарного послойного суммирования.
- •37.Определение осадки методом эквивалентного слоя.
- •38.Определение осадки по схеме линейно-деформированного слоя.
- •39.Определение осадки по модели местных упругих деформаций.
- •40.Определение нестабилизированных осадок во времени.
- •41.Модель грунта по теории фильтрационной консолидации. Основные положения.
- •42.Понятие реологических процессов в грунте. Вторичная консолидация.
- •43.Определение нестабилизированных осадок во времени
- •44.Понятие ползучести грунтов.
- •45.Релаксация напряжений в грунте. Длительная прочность грунта.
- •46 Основные составляющие осадок фундаментов в грунтах.
- •47.Зависимость осадок фундаментов от площади загружения.
- •48.Определение развития осадки по теории фильтрационной консолидации.
40.Определение нестабилизированных осадок во времени.
Другой важной предпосылкой расчетов деформаций грунтов является введение понятий о стабилизированных и нестабилизированных (развивающихся во времени) перемещениях. Во многих случаях для инженерной практики представляют интерес только наибольшие (конечные, стабилизированные) перемещения, а время, в течение которого происходит стабилизация деформаций, не имеет существенного значения. Такое ограничение в постановке задачи также приводит к значительному упрощению расчетов.
В то же время не всегда удается ограничиваться определением только конечных величин осадок. Поясним сказанное на примере. Пусть имеется сооружение, фундамент 1 которого расположен на водонасыщенных глинистых, а фундамент 2 - на песчаных грунтах. Пусть также характеристики деформационных свойств и осадки st и s2 будут практически одинаковы и равны sx.
Однако, поскольку время развития осадок водонасыщенных грунтов связано со скоростью фильтрации воды в грунте, а процессы фильтрации в глинистых грунтах протекают существенно медленнее, чем в песчаных, характер кривых s = f(t) для этих фундаментов будет совершенно различным. Может оказаться так, что осадка фундамента 2 стабилизируется в течение срока строительства t, а осадка фундамента 1 к этому времени достигнет лишь некоторой доли конечной величины. Тогда к моменту окончания строительства разность осадок этих фундаментов, может оказаться существенно больше, чем предельная для данного типа сооружения величина.
При этом сооружение может перестать соответствовать предъявленным к нему требованиям нормальной эксплуатации или даже претерпеть аварию, не достигнув времени стабилизации осадок обоих фундаментов.
В этом случае расчетом должен быть получен прогноз развития осадок каждого фундамента во времени и проведен анализ неравномерности деформаций сооружения для наиболее опасных периодов его строительства и эксплуатации. Такие расчеты выполняются в соответствии с теорией фильтрационной консолидации грунтов.
41.Модель грунта по теории фильтрационной консолидации. Основные положения.
В наиболее простой постановке теория описывает деформирование во времени полностью водонасыщенного грунта (грунтовой массы). Принимается, что полное напряжение, возникающее в элементе грунта от приложенной нагрузки, разделяется на напряжения в скелете грунта (эффективные напряжения) и давление в поровой воде (поровое давление). В различных точках массива грунта под действием нагрузки возникают разные значения порового давления. Вследствие этого образуется разность напоров в поровой воде и происходит ее отжатие в менее нагруженные области массива. Одновременно под действием эффективных напряжений происходят перекомпоновка частиц и уплотнение грунта.
Математическое описание этого процесса базируется на основной предпосылке о неразрывности среды, сформулированной академиком Н.Н. Павловским еще в 1922 г., т.е. считается, что уменьшение пористости грунта (его уплотнение) пропорционально расходу воды (оттоку воды из пор грунта). Следствием этого является важное положение о том, что скорость деформации грунта будет находиться в прямой зависимости от скорости фильтрации в нем поровой воды. Поэтому основной характеристикой грунта, определяющей время протекания процесса фильтрационной консолидации, является коэффициентом фильтрации. В теории фильтрационной консолидации скелет грунта принимается линейно деформируемым.
Следует отметить, что в инженерной практике используются и более сложные модели теории консолидации, учитывающие трехкомпонентный состав грунта, сжимаемость поровой воды, ползучесть скелета и другие процессы, возникающие в грунте при его деформациях. Такие модели описаны в трудах Н.М. Герсеванова, В.А. Флорина, М.А. Био, Ю.К. Зарецкого, З.Г. Тер-Мартиросяна и других ученых.