3. Напряженное состояние (НС) грунтового массива. Постановка задачи. Фазы напряженно - деформированного состояния (НДС) грунтового основания. Основные модели НДС в механике грунтов и их использование. Грунт в большинстве случаев не является упругим материалом, грунту не свойственна строгая линейная зависимость м/у напряжениями и деформациями. Грунт является зернистым материалом, состоящим из мелких частей м/у которыми - поры, которые частично или полностью заполнены водой. Напряжения в массивах грунтов, служащих основанием, средой или материалом для сооружения, возникают под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта. Знание напряжений необходимо для расчетов деформаций грунтов, для оценки прочности, устойчивости грунтов и давления на ограждения. Распределение напряжений в грунтовой толще зависит от: характера и режима нагружения массива, инженерно-геологических и гидрогеологических особенностей площадки строительства, состава и физико-механических свойств грунтов. Формирование напряжений в грунтовом толще происходит не мгновенно при приложении нагрузки, а может развиваться весьма длительное время. Это связано со скоростью протекания деформаций и особенно сильно проявляется в пылевато-глинистых грунтах, где процессы фильтрационной консолидации и ползучести развиваются очень медленно. Под действием собственного веса в массивах грунтов всегда формируется начальное напряженное состояние. Поэтому напряжения, возникающие в массивах грунтов от действия сооружения, накладываются на уже имеющиеся в нем собственные напряжения. Это приводит к формированию сложного поля напряжений в грунтовой толще. Одним из важнейших следствий применения теории упругости к расчетам напряжений в грунтах является: принцип суперпозиции, т. е. независимости действия сил (позволяет рассчитывать напряжения в массиве от действия собст-го веса грунта и нагрузок, вызываемых сооружением, независимо др от др и, суммируя полученный результат, определять общее поле напряжений).Задача по опред напряж-го сост массивов, как правило, относится к разряду статически неопред-х, поэтому приходится рассматривать совместно 3 группы уравнений - ур-ия равновесия, ур-ия Коши и физические уравнения связи напряжений с деформ; кроме того, необходимо учитывать усл-ия на границах массива. Фазы напряженного состояния грунтового основания. На кривой нагрузка-осадка можно различить 3 фазы. S – осадка, P – давление, увеличивающаяся нагрузка. P1 – давление, соответствующее первой критической нагрузке. I фаза напряженного состояния фундаментов – фаза уплотнения грунта под фундаментом (линейная зависимость м/у S и Р). Применяется закон Гука. G (модуль сдвига)=E/2(1+ν); εz=(σz-ν(σx+σy))/E; εx=(σx-ν(σy+σz))/E; γzx=τzx/G. При увеличении напряжения: II фаза – фаза сдвигов в грунте. В отдельных точках основания возникают разрушения грунта в виде сдвигов. Выполняется условие Кулона. (τ = σ tgα+c). Связь м/у осадками и давлением оценивается моделями нелинейно-деформируемой среды. 3 – уплотненное грунтовое ядро. 1 – первые опасные точки. 4 – призмы выпирания. Р2 – вторая критическая нагрузка. Р2+∆Р2 – провал, разрушение фундамента – III фаза – выпирание грунта из-под фун-та (разрушение основания). Основной признак 3 фазы – нагрузка постоянная, а осадка увеличивается (модель теории предельного равновесия грунтового основания). В моделях грунтового основания учитываются только основные св-ва грунта, не учитываются второстепенные маловлияющие, т.к. возникают большие матем расчеты. Модели: 1) модель линейно-деформируемого пространства (для 1 фазы); 2) модель нелинейно-деформируемого пространства (для 2 фазы); 3) модель теории предельного равновесия грун-го основания (для 3 фазы); 4) модель фильтрационной консолидации (осадка полностью насыщенного водой пылевато-глинистого грунта во времени в результате постепенного уплотнения, связанного с выдавливанием воды из пор грунта); 5) модель теории ползучести грунта (вторичная консолидация);
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.