Деформация грунтов и осадка фундаментов
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
»а ?:
- при ?=0 точка М будет расположена на оси Р в точке, соответствующей напряжению Р1 (горизонтальная площадка), касательные напряжения здесь будут равны 0, а следовательно разрушение невозможно;
при ?=90 точка М также будет расположена на оси Р в точке, соответствующей напряжению Р2 (вертикальная площадка), касательные напряжения здесь будут равны 0, а следовательно разрушение невозможно.
Поскольку предельное состояние (разрушение в грунте) возникает от действия касательных напряжений, то оно может произойти тогда, когда точка М (ее положение) коснется прямой Кулона, прямой предельного состояния грунта. В процессе испытаний оставляем неизменным Р2 и увеличиваем Р1. Максимальное значение Р1 будет, когда круг Мора коснется прямой Кулона. ?пр=P*tg? - уравнение, описывающее предельное сопротивление грунта сдвигу для песчаного грунта, т.е. процесс разрушения.
Может быть применена и другая методика испытаний. В процессе испытаний оставляем неизменным Р1 и уменьшаем (сбрасываем боковое давление) Р2. Минимальное значение Р2 будет, когда круг коснется прямой Кулона. Данная методика испытаний также схематично представлена в правой части рисунка.
Из представленной схемы в момент предельного состояния, когда точка М круга Мора коснется прямой Кулона (точка В на левом рисунке), можно записать, что треугольник ОВС - прямоугольный, ВС - радиус, тогда:
sin ?=BC/OC BC= Р1- Р2/2 OC= Р1- (Р1- Р2)/2= Р1+Р2/2;
sin ?=(Р1- Р2)2/2(Р1+Р2)= Р1- Р2/Р1+Р2
sin ?= Р1- Р2/Р1+Р2 -
уравнение, описывающее предельное сопротивление грунта сдвигу при трёхосном напряжённом состоянии (для сыпучих грунтов).
Для связных грунтов необходимо подобным образом испытать не менее двух образцов с различной величиной главных напряжений Р1- Р2; Р1- Р2
Определим давление связности Ре (суммарно заменяющее действие сил сцепления).
Ре=C*ctg ?
Выполняя аналогичные геометрические построения, что и в предыдущем случае, для прямоугольного треугольника О'В'С получим:
sin ?= BC/OC= (Р1- Р2/2) / C*ctg ? + Р2+(Р1- Р2/2)= Р1- Р2/ Р1+Р2+2C*ctg ?
sin ?= Р1- Р2/ Р1+Р2+2C*ctg ? - уравнение, описывающее предельное сопротивление грунта сдвигу при трёхосном напряжённом состоянии (для связных грунтов).
Наиболее совершенными в настоящее время разработано много модификаций приборов трехосного сжатия. Наиболее совершенными в настоящее время являются стабилометры, позволяющие испытывать образцы кубической формы, к каждой грани которых можно прикладывать независимо друг от друга нормальные напряжения и регулировать величину любого напряжения по заданному закону. Нормальные напряжения, прикладываемые к граням образца, обычно считают главными. Поэтому такие приборы называют приборами с независимо управляемыми главными напряжениями и деформациями.
За рубежом широко применяются стабилометры, в которых исследуются образцы грунта в виде полых цилиндров. Изменение главных напряжений в этих приборах создается путем независимого изменения внутреннего и внешнего давлений в цилиндрическом полом образце и осевого давления по торцам. Модификацией стабилометров такого типа являются приборы, позволяющие создавать деформацию кручения образца.
Приборы этих двух типов довольно сложны в изготовлении и в настоящее время используются в основном для исследовательских целей.
В производственной практике нашли применение более простые по конструкции стабилометры, в которых два главных напряжения одинаковы.
3.Напряжения в грунтовых сооружениях и основаниях. Распределение напряжений в основаниях сооружений от сосредоточенной силы
Для оценки несущей способности оснований и расчета осадки основания необходимо уметь определять напряжения в различных точках основания от внешних нагрузок. Для расчета фундаментов важно знать характер распределения напряжений по его подошве, а для расчета осадок нужно иметь сведения о характере распределения напряжений в толще основания, так как осадка - это следствие деформации толщи грунта.
Для теоретического определения напряжений в грунтах оснований используют решения, полученные в результате изучения закономерностей деформирования линейно деформируемого однородного упругого тела. В действительности грунт не является линейно деформируемым сплошным упругим телом, так как он имеет зернистую структуру и состоит из грунтовых частиц, поры между которыми заполнены водой и газом, а его деформации не находятся в прямопропорциональной зависимости от давления. Однако эти два обстоятельства мало сказываются на распределении напряжений, поскольку размеры частиц грунта все же очень малы по сравнению с размерами фундаментов, а в пределах относительно небольших давлений, часто наблюдающихся в строительной практике, зависимость деформаций от напряжений можно считать условий линейной. Поскольку к основаниям в основном прикладываются вертикальные нагрузки, наиболее важными являются вертикальные нагрузки, наиболее важными являются вертикальные напряжения, возникающие в основании.
При действии нескольких сосредоточенных сил напряжения в какой-либо точке основания определяют сначала от каждой силы в отдельности по формуле
?zp=kF/z2
а затем суммируют их на основании принципа независимости действия сил.
В грунтах оснований помимо напряжений от внешней нагрузки, которые образуются от веса зданий и сооружений, дополнительно действуют и напряжения от собственного веса грунта, которые можно найти из следующего вы