Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Деформации оснований и расчет осадок фундаментов

Основания и фундаменты рассчитываются по 2 предельным состояниям

По несущей способности:

деформация осадка грунт сжимаемость

N - заданная расчетная нагрузка на основание в наиболее невыгодной комбинации;

Р_пр - несущая способность (предельная нагрузка) основания для данного направления нагрузки N;

_с - коэффициент условия работы основания (<1);

_q - коэффициент надежности (>1).

По предельным деформациям:

S_рас. - расчетная абсолютная осадка фундамента;

расчетная относительная разность осадок фундаментов;

предельные величины, соответственно абсолютной и относительной разности осадок фундаментов (СНиП 2.02.01-83*)

Деформации грунтов. Виды и причины деформаций.

Грунты обладают как упругими, так и остаточными свойствами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пример компрессионных испытаний грунтов

Физические причины упругих деформаций:

упругость минеральных частиц грунта;

упругость воды;

упругость замкнутых пузырьков воздуха.

Физические причины остаточных деформаций:

уплотнение грунта;

сдвиги частиц грунта;

разрушение частиц в точках контакта.

Для различных грунтов соотношения между упругими и остаточными деформациями различны.

Влияние различных факторов на величину и характер деформаций.

А) Условия загружения:

- непрерывно возрастающая нагрузка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Чаще всего, практически в строительстве рассматриваются линейные деформации, т.е. до напряжений, равных R.

В этом случае правомерно использовать теорию упругости и инженерные методы расчета осадок.

- периодически действующая нагрузка

Размещено на http://www.allbest.ru/

При многократном нагружении основания общие деформации грунта стремятся к некоторому пределу.

При большом числе циклов нагружения появляются лишь упругие деформации, т.е. грунт приобретает упруго - уплотненное состояние. (Имеет практическое значение для строителей дорог, насыпей и т.д.)

Б) Деформации грунта во времени

Размещено на http://www.allbest.ru/

При уплотнении оснований скорость осадки фундамента (сооружения) зависит от скорости отжатия воды из пор грунта (фильтрационная консолидация). В последствии возникают осадки реологического характера (ползучесть скелета грунта).

Характер деформации зависит от индивидуальных свойств грунтов.

В) Зависимость деформации грунтов от размеров фундаментов (при прочих равных условиях).

Размещено на http://www.allbest.ru/

При в > 7 м (А > 50 м²) осадки меньше теоретических, т.к. активная сжимаемая зона уходит в более плотные нижние слои грунта (возрастание модуля деформации с глубиной).

При в < 0,5 м деформации очень большие (возможен выпор грунта или достижение I предельного состояния)

При в 0,5 м - малая сжимаемая толща (осадки малы).

При в > 0,5 м - увеличение активной сжимаемой зоны - увеличение деформации в целом.

Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Слой грунта будет испытывать только сжатие, без возможности бокового расширения. Это аналогично компрессионному сжатию грунта.

Р₁ - собственный вес грунта до приложения нагрузки.

Р₂=Р₁+Р - новая нагрузка (эп. Р -const)

- коэффициент сжимаемости (tg угла наклона секущей)

Из сжимаемого слоя грунта вырезаем столбик, площадью основания F.

Допускаем, что в пределах призмы а,б,в,г объем твердых частиц грунта в процессе деформации остается неизменным, т.к.:

Частицы грунта переместиться ни вправо, ни влево они не могут (деформация сжатия грунта без возможности бокового расширения - компрессия).

Считаем, что частицы грунта не сжимаемы (кварц и т. д., их деформации сравнительно малы).

S = h - h

Объем твердых частиц в единице объема

;

V тверд. частиц то же после деформации

до деформ.

;

- эта формула не удобна

Из компрессионной кривой известно:

e₁ - e₂ = m₀p; - коэффициент относительной сжимаемости.

;

Размещено на http://www.allbest.ru/

В практике этот расчет можно использовать при значительных площадях загружения (плотины, насыпи и т.д.).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение модуля деформаций (в условиях компрессии)

Из сопромата известно, что

(1)

P_z= P; P_x= P_y =

- коэффициент бокового давления покоя

л_z - относительная деформация

Подставляем значения в исходную формулу (1):

;

т.к. Р ?0, то делим на Р, отсюда:

;

- модуль общей деформации грунта

м₀ - коэффициент относительной поперечной деформации грунтов.

Е₀ - модуль общей деформации.

Тогда:

;

;

Если находим (m_м) из компрессионных испытаний, то S = hm_vp;

Если находим Е₀ из полевых испытаний, то

Определение осадки методом послойного суммирования.

Этот метод рекомендуется в СНиП (в нормах) поэтому рассматриваем его в деталях.

Размещено на http://www.allbest.ru/

;

Строим эпюру Р_zр - дополнительных напряжений (уплотняющих давлений).

Строим эпюру природных давлений Р_z. , разбив предварительно основание на слои, h_i ? 0,4b

;

,

m_v - из компрессионных испытаний.

А если известно Е₀, то

в=0,8 - СНиП

Допущения при расчете по этому методу

Линейная зависимость между напряжениями и деформациями.

Осадки рассматриваются, исходя из max P_z - под центром фундамента.

Не учитывается, как правило, слоистость напластований при построении P_z

Это задача пространственная (6 компонентов напряжений), мы учитываем только P_z (5 комп. не учитываем).

Не учитываем боковое расширение грунта.

На некоторой глубине ограничиваем активную зону, ниже которой считаем, что грунт практически не деформируется.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru