- •Н.И.Барац
- •Механика грунтов
- •Учебное пособие
- •Омск • 2008
- •Введение
- •Раздел 1. Физическая природа и физические свойства грунтов
- •1.1. Происхождение и состав различных видов грунтов
- •1.2. Виды воды в грунтах
- •1.3. Структура и текстура грунтов
- •1.4. Показатели состава и физического состояния грунтов
- •1.4.1. Гранулометрический состав грунта
- •Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов
- •Классификация глинистых грунтов
- •1.4.2. Физические свойства грунтов
- •Классификация песчаных грунтов по плотности сложения
- •1.4.3. Пределы и число пластичности
- •Классификация глинистых грунтов
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 2. Механические свойства грунтов
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Деформируемость грунтов
- •2.2.1. Виды деформаций в грунтах
- •2.2.2. Фазы напряженного состояния грунта
- •2.3. Сжимаемость грунтов
- •2.3.1. Коэффициенты бокового расширения и бокового давления грунта
- •2.3.2. Компрессионное сжатие
- •2.3.3. Компрессионные свойства лессовых грунтов
- •2.3.4. Определение модуля деформации грунта
- •2.4. Водопроницаемость грунтов
- •2.5. Гидродинамическое давление воды
- •2.6. Прочность грунтов
- •2.6.1. Факторы, влияющие на сопротивление грунтов сдвигу
- •2.6.2. Нормативные и расчетные деформационные и прочностные характеристики грунтов
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 3. Распределение напряжений в грунтовом массиве
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Определение напряжений в массиве грунта от сосредоточенной силы
- •Значения коэффициента k
- •Значения коэффициентов и
- •3.3. Распределение напряжений в основании в случае плоской задачи. Задача Фламана
- •3.4. Напряжения в основаниях дорожных насыпей
- •3.5. Распределение напряжений от собственного веса грунта
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 4. Определение конечных осадок сооружений
- •4.1. Основные исходные положения
- •4.2. Расчёты осадок сооружений
- •4.2.1. Метод общих упругих деформаций
- •4.2.2. Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •4.2.3. Расчет осадки оснований фундаментов методом
- •4.2.4. Осадка грунтового основания во времени
- •Значения n для определения осадки St при различных вариантах эпюр уплотняющих напряжений
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 5. Теория предельного напряженного состояния грунта
- •5.1. Плоская задача теории предельного равновесия
- •5.2. Критические нагрузки на грунты основания
- •5.3. Предельная нагрузка на грунтовое основание
- •Значения коэффициентов несущей способности для случая действия наклонной полосообразной нагрузки
- •Значения коэффициентов несущей способности с учетом собственного веса грунта и уплотненного ядра для полосообразной нагрузки
- •5.4. Устойчивость грунтовых откосов
- •5.4.2. Расчет устойчивости откосов методом круглоцилиндрических
- •5.5. Давление грунтов на подпорные стенки
- •5.5.1. Аналитический метод определения давления грунта
- •5.5.2. Давление грунтов на подземные трубопроводы
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 6. Специальные вопросы механики грунтов
- •6.1. Мерзлые грунты
- •6.2. Слабые глинистые водонасыщенные и заторфованные грунты
- •6.3. Геосинтетические материалы для армирования грунтов
- •Контрольные вопросы
- •Основные условные обозначения
- •Библиографический список Основной
- •Дополнительный
- •Оглавление
- •Раздел 1. Физическая природа и физические
- •Раздел 2. Механические свойства грунтов……...………………...….20
- •Раздел 3. Распределение напряжений
- •Раздел 4. Определение конечных осадок
- •Раздел 5. Теория предельного
- •Раздел 6. Специальные вопросы
- •644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
- •644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
- •Значения αн для определения сжимающих напряжений в основании насыпи по ее оси
Контрольные вопросы
1.Назовите основные предпосылки для определения напряжений в грунтах.
2.Как определить напряжения от нескольких сосредоточенных сил?
3.Нарисуйте схему для расчета напряжений под углом фундамента.
4.Как определить напряжения под серединой прямоугольного фундамента?
5.Какие напряжения называются главными?
6.Что такое изобары напряжений и какой вид имеют изобары сжимающих напряжений и касательных напряжений?
7.В чем заключается сущность метода полунасыпи при определении напряжений в основании насыпи?
8.Как определить природное давление грунта для однородного грунтового основания и для многослойной толщи грунта?
Раздел 4. Определение конечных осадок сооружений
4.1. Основные исходные положения
Осадкой называется вертикальное перемещение точек поверхности грунта или подошвы фундамента от внешней нагрузки, т.е. это сжатие грунта, слагающего основание. Полная величина осадки, как уже было рассмотрено выше, состоит из упругой и остаточной частей. В грунтах остаточные деформации играют основную роль, они в большинстве случаев в несколько раз превосходят по величине упругие деформации.
Следует различать абсолютную величину осадки и разность осадок отдельных частей сооружения. Равномерная осадка, даже значительная, не представляет опасности для устойчивости сооружения, в то время как разность осадок может существенно повлиять на работу сооружения. Неравномерные осадки связаны с различными показателями свойств грунтов под разными частями сооружений: неравномерностью давлений на грунт, различием формы и площади фундамента.
Расчет оснований фундаментов базируется на принципе предельного состояния. Расчеты по предельным состояниям подразделяются на две группы:
I группа расчеты по несущей способности, направленные на недопущение потери устойчивости сооружения от чрезмерных пластических деформаций;
II группа расчеты по деформациям, обеспечивающие установление таких осадок, при которых не произойдет снижение устойчивости сооружения.
Принцип расчетов по I группе предельных состояний заключается в том, что расчетная нагрузка на основание не должна превышать силу предельного сопротивления грунтов основания. По II группе предельных состояний совместная деформация сооружения и основания не должна превышать предельной для конструктивной схемы данного сооружения.
Для промышленного и гражданского строительства расчеты по II группе предельных состояний (по деформациям) являются определяющими (СНиП 2.02.01 - 83*).
(4.1)
т.е. расчётная осадка оснований фундаментов S и разность осадок соседних фундаментов ∆S должны быть меньше предельных значений S и ∆S, регламентируемых соответствующими нормами и правилами.
Из чего складывается осадка?
1. Из осадки верхнего слоя грунта, нарушенного при подготовке под фундаменты (их можно избежать при качественном ведении работ).
2. Из местных пластических выдавливаний грунта в момент приложения нагрузки (осадки этого рода невелики).
3. Из длительных осадок при уплотнении всей сжимаемой толщи от внешней нагрузки. Если осадки уплотнения окажутся различными для фундаментов в пределах одного и того же сооружения, то нужно проектировать фундаменты так, чтобы разность осадок была меньше предельно допустимой.
Осадка может быть рассчитана, когда известны:
- геологическое строение основания;
- гидрогеологические условия;
- физико-механические свойства грунтов;
- данные о размере и форме фундамента;
- данные о нагрузке на грунт и глубине заложения фундамента.