- •1.Основные понятия и определения курса.
- •2.Цели и задачи курса. Связь курса с другими дисциплинами.
- •3.Краткая история развития фундаментостроения.
- •4.Грунтовые основания. Происхождение грунтов.
- •5.Составные части (компоненты) грунтов.
- •6.Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
- •7.Виды воды в грунтовом массиве.
- •8.Воздух и органические вещества в грунте.
- •9. Понятие о структуре и текстуре грунта.
- •10. Физические свойства грунтов. Их характеристики.
- •11. Пределы Аттерберга.
- •13. Деформационные свойства грунтов. Их изучение в компрессионном приборе.
- •15. Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.
- •16. Сжимаемость массива грунтов.
- •17. Испытания грунта штампом.
- •18. Полевые методы определения модуля деформации грунтов.
- •19. Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.
- •20. Сопротивление грунтов сдвигу. Основные понятия.
- •22. Предельное сопротивление фунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.
- •23. Закон Кулона для несвязных и связных фунтов.
- •24,25. Испытание грунта по схеме трехосного сжатия в стабилометре.
- •26. Полевые методы испытания на сдвиг и определение прочностных характеристик грунта.
- •29. Природа(физические причины) длительного протекания деформаций в грунте.
- •30.Особые свойства грунта.
- •32. Выбор расчетных значений грунта.
- •33. Напряжения в грунтовом массиве от собственного веса грунта.
- •34. Напряжения в массиве от сосредоточенной силы.
- •35. Напряжение в грунте от распределенной нагрузки.
- •36. Метод угловых точек.
- •37. Напряжения в грунте от вертикальной полосовой нагрузки
- •38. Распределение напряжений в грунте по подошве жестких фундаментов (контактная задача) (Далматов, стр 115)
- •39. Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
- •40. Предельное напряжение состояний массива грунта . Фазы работы грунтового основания.
- •41. Определение начального критического давления.
- •42. Определение конечного критического давления.
- •43. Расчет конечных осадок
- •Расчет конечных осадок.
- •44. Алгоритм расчета осадки основания фундамента
- •45. Понятие о расчете осадок во времени
32. Выбор расчетных значений грунта.
Различают нормативные и расчетные значения физических характеристик грунта.
Для определения нормативной характеристики прежде всего находится среднее арифметическое значение результатов частных определений этой характеристики:
X = 1/n∑Xi где n — число определений характеристики (объем выборки); Хi — частные значения определяемой характеристики.
Далее проверяют, не содержатся ли среди частных определений Xi какие-либо данные с грубым отклонением от общей совокупности результатов. Исключению из общей выборки подлежат максимальные или минимальные значения Xi для которых выполняется условие
|X - Xi| >vSdis,
где v — статистический критерий, Sdis— оценка среднего квадратичного отклонения:
Sdis= корень из1/(n-1)∑( |X - Xi|)2
Если такие отскоки отсутствуют, в качестве нормативной характеристики принимают среднее арифметическое значение Хн=Xi Если отскоки имеются, то эти значения исключаются из выборки, вновь определяется среднее арифметическое и вновь делается проверка на наличие отскоков. После такой чистки должно быть n≥6.
Принятое таким образом нормативное значение характеристики из-за естественной неоднородности грунта и ограниченного количества определений всегда на какую-то неопределенную величину отклоняется от истинного искомого значения (математического ожидания). Следовательно, нормативное значение содержит некоторую погрешность. Чтобы снизить ее влияние на проект сооружения, в расчетах используются не нормативные, а так называемые расчетные характеристики свойств грунтов.
Расчетов значение модуль, деформации грунта. Таким образом, действующий СНиП допускает принимать расчетное значение модуля деформации нескального грунта равным его нормативному значению. При этом определение модуля деформации грунта в лабораторных условиях должно проводиться не менее чем по шести образцам. В полевых условиях при испытаниях штампом можно ограничиваться тремя опытами (или даже двумя, если их результаты отличаются от среднего не более чем на 25%).
33. Напряжения в грунтовом массиве от собственного веса грунта.
Принято рассчитывать, полагая изменение давления на горизонтальных площадках параллельны плоскости, ограничивающей упругое полупространство. Расчет напряженный подчиняется гидравлическому закону: σz=γ*h
σz - напряжения на горизонтальных площадках
γ - удельный вес грунта
h – глубина площадки
При расчете напряжение необходимо учитывать взвешивающее действие воды ниже уровня подземных вод.
γSB= (γS - γw)/e+1, где γS -удельный вес частиц грунта
γw- удельный вес воды
e – коэффициент пористости грунта
34. Напряжения в массиве от сосредоточенной силы.
Для упр полупространства (модель 2) есть строгое решение теор упр. Пусть положение т.М1 определяется полярными координатами R и β системы координат с началом в тчк приложения силы Р. Под действием Р т.М1 переместится в напр-ии радиуса R на величину s1. Чем дальше от т.О будет расположена т.М1, тем < будет ее перемещение; при R=∞ перемещение т.М1=0. След-но s1 обратно пропорционально R. При одинак R для различных величин угла β перемещения точек будут неодинаковы. Наибольшее перемещение получит точка, располож на оси z, т.е. при β=0. Чем > угол β, тем < перемещения по направлению радиуса R; в случае β=90 (на поверхности грунта) при малых деформациях они =0. Тогда перемещение т.М1 по направлению радиуса, кроме зоны около точки приложения силы Р: s1=(α1/R)cosβ, где α1 –коэф. пропорциональности. Рассмотрим т.М2 на продолжении радиуса R. Пусть т.М2 находится на расстоянии dR от т.М1, тогда s2=(α1/(R+dR)cosβ. Относительная деформация грунта на отрезке dR: εR=(s1-s2)/dR=(α1cosβ)/(R2+RdR) Пренебрегая величиной RdR малой по сравнению с R2, и учитывая линейную зависимость м\у напряжениями и деформациями, выражение для напряжений сжатия, действующих на площадки, перпендикулярные направлению радиуса R, без учета силы тяжести грунта: σR=(α1α2 /R2)cosβ, где α2 - коэф. Пропорц-ти м\у напряжениями и деф-ми. Для нахождения коэф. α1α2 отсечем мысленно часть полупространства полушаровой поверхностью, с центром в т.О и радиусом R, и составим уравнение равновесия на ось z:
N-(интеграл от 0 до π/2)σRcosβ*dA=0, где dA- площадь кольца полушаровой поверхности при изменении угла β на величину dβ. Подставив последнее уравнение значение σR найдем α1α2. Тогда σR=3/2π*P/R2cosβ. Т.к. напряжение σR действует на наклонную площадку dA рассматривая равновесие элементарной треугольной призмы, составим уравнение проекций всех сил на вертикальную ось: σRdA/cosβ- σRcosβdA=0. Подставив выражение σR=3/2π*P/R2cosβ найдем вертикальное напряжение, которое принимается с положит знаком при сжатии σR=3/2π*P/R2cos3β. Т.к. cosβ=z/R, то конечная формула Буссинеска: σR=(3*P*z3)/(2π*R5).
В формуле нет параметра характеризующего материал (грунт). Анализируя формулу можно сказать: 1. В точке приложения силы напряжения будут ∞ большими; 2. Полностью напряжения затухают на глубине равной ∞.
На практике сосредоточить большой груз в одной точке. При малой же площадке передачи нагрузки напряжение в месте приложения нагрузки превзойдут предел прочности грунта. Поэтому некоторую область (заштрихованная на рисунке) у точки приложения сосредоточенной силы необходимо исключить из рассмотрения.