Введение

Грунтами называют породы, располагающиеся в верхних слоях земной коры. Термин грунт произошел от немецкого слова der Grund - основа. Объясняется это, по-видимому, тем, что как раз эти слои служат основанием сооружений. В Механике грунтов термином грунт обозначают все рыхлые горные породы. Характерной особенностью грунтов является их дисперсность (раздробленность). Большинство сооружений возводится на четвертичных дисперсных грунтах, представленных песками и глинами. «Механика грунтов» является теоретической базой курса «Основания и фундаменты», которые объединены в одной учебной дисциплине.

В «Механике грунтов» рассматриваются четыре типа задач:

1. определение перемещений сооружений (осадок, кренов, сдвигов), вызванных деформациями грунтов;

2. определение несущей способности оснований;

3. определение устойчивости откосов и склонов;

4. определение давления на подпорные стены, крепления котлованов и подземные сооружения.

Задачи 1)...3) решаются в курсах «Сопротивление материалов», «Теория упругости», «Теория пластичности». Существенным отличием «Механики грунтов» от перечисленных дисциплин является то, что в ней рассматриваются дисперсные тела, а не твердые деформируемые. Для решения любой задачи необходимо:

• во-первых, объект исследования (в «Механике грунтов» - грунт) заменить математической моделью, поведение которой можно было бы описать небольшим количеством переменных, легко получаемых из опыта или логическим путем;

• во-вторых, разработать математический аппарат, который позволил бы просто решать пространственные задачи при минимальных данных о физико-механических характеристиках грунтов, полученных при ограниченном количестве разведочных выработок.

• Становление механики грунтов

Первой фундаментальной работой по механике грунтов было исследование Ш.Кулона (Франция, 1773) по теории сыпучих тел, которое долгие годы являлось почти единственной инженерной теорией, применяемой при расчете давления грунтов на подпорные стены.

В 1885 г. был опубликован труд проф. Ж. Буссинеска «О распределении напряжений в упругой почве от сосредоточенной силы». В настоящее время он является основой для определения напряжений в грунтах при различных загружениях.

В 1923 г. проф. Н.П. Пузыревский предложил «Общую теорию напряженности землистых грунтов», а акад. Н.Н. Павловский опубликовал фундаментальную работу «Теория движения грунтовых вод», в которой заложил основы современных фильтрационных расчетов. В 1925 г. проф. Терцаги опубликовал труд «Строительная механика грунтов на основе его физических свойств», который явился важным этапом развития механики грунтов.

Тридцатые годы нашего столетия были также отмечены интенсивным развитием механики грунтов. Проф. Н.М. Герсиванов опубликовал работы, посвященные задачам теории одномерной консолидации грунтов: «Основы динамики грунтовой массы» (1931, 1933 и др.); проф. В.А. Флорин развил теорию консолидации грунтов для плоской и пространственной задач (1936 - 1938), которая была обобщена в монографии «Основы механики грунтов» (1959 - 1961). В 1934 г. проф. Н.А. Цытович опубликовал курс лекций «Основы механики грунтов», в котором впервые были сформулированы основы механики грунтов, как новой отрасли науки.

В сороковых годах в трудах проф. В.В. Соколовского (1942), а затем - С.С. Голушкевича и В.Г. Березанцева (1948) была создана строгая теория сыпучей среды и разработаны эффективные методы решения ее задач.

Важным для проектирования сооружений является вопрос об их совместной работе со сжимаемыми грунтами основания. Ему посвящены труды акад. А.Н. Крылова, профессоров М.И. Горбунова-Посадова, Б.Н. Жемочкина, И.А. Симвулиди и др. Современные ученые продолжают работать над совершенствованием методов расчета оснований и фундаментов.