Определение напряжений в массивах грунтов

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, обусловливающих осадки и перемещения сооружений, для оценки прочности, устойчивости грунтов и давления на ограждения. Кроме того, для расчетов конструкций фундаментов сооружений необходимо знать реактивные напряжения, возникающие в контакте между фундаментом и основанием.

Распределение напряжений в грунтовой толще зависит от многих факторов. Прежде всего к ним относятся характер и режим нагружения массива, инженерно-геологические и гидрогеологические особенности площадки строительства, состав и физико-механические свойства грунтов. Формирование напряжений в грунтовой 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, иногда осложняемое различными геодинамическими процессами. 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. Таким образом, определение напряжений в массиве грунтов представляет собой сложную задачу. Во многих случаях при инженерных расчетах решение этой задачи основывается на ряде упрощающих допущений, которые были рассмотрены.

Напомним, что к ним относятся предположения об однородности строения массива, изотропии механических свойств грунтов и их линейной деформируемости. Это позволяет для расчетов напряжений в грунтах использовать хорошо разработанный аппарат линейной теории упругости.

Определенное с помощью теории упругости поле напряжений соответствует конечному, стабилизированному, состоянию грунтов, т. е. тому моменту времени, когда все деформации, вызванные приложением нагрузок, уже завершились. В особых случаях, при проектировании наиболее ответственных -сооружений, а также при строительстве в сложных грунтовых условиях, применяются и более сложные модели, позволяющие определять изменение поля напряжений в процессе деформирования грунтов.

Одним из важнейших следствий применения теории упругости к расчетам напряжений в грунтах является постулирование принципа суперпозиции, т- е. независимости действия сил. Это позволяет рассчитывать напряжения в массиве от действия собственного веса грунта и нагрузок, вызываемых сооружением, независимо друг от друга и, суммируя полученный результат, определять общее поле напряжений. Основной целью полевых испытаний следует считать повышение информативности инженерно-геологических изысканий и надежности определения прочности, деформативных и фильтрационных свойств грунтов в массивах, включая и массивы техногенного происхождения(земляные сооружения, подсыпки при планировках и заменах, отвалы и др.).

В число специфических задач испытаний входят:

- изучение состояния и свойств грунтов, монолитные образцы и керны которых для лабораторных испытаний отобрать невозможно(крупнообломочных грунтов, водоносных и сыпучих песков, глинистых грунтов агрегатного сложения, некоторых илов, подверженным тиксотропным превращениям и при малейших воздействиях разжижающихся, и др.);

- учет масштабного эффекта, являющегося следствием макронеоднородности массива при относительной однородности состава, сложения, состояния и свойств грунта в монолитном образце (керне);

- непосредственное определение максимальной и структурной прочности грунтов в массиве;

- моделирование в массиве напряжений, возникающих при техногенных воздействиях на грунты-основания и среду проектируемых сооружений и зданий (бытовом плюс проектном давлениях, разгрузке массива вскрытием в нем строительных выработок, подтоплении и дренаже и др.);

- моделирование поведения грунтов в замачиваемых, оттаивающих, промораживаемых, набухающих, проседающих массивах, при явлениях тиксотропии и др.;

- моделирование взаимодействия грунтов и свай в массиве.

В гидроэнергетическом и некоторых других видах строительства в полевых испытаниях устанавливают также естественное напряженное состояние грунта в массиве на заданной глубине (бытовое и поровое давления, диагенетические и постгенетические напряжения и др.).

Нагрузки
Нагрузки определяем на 1 м2 длины подпорной стены. Стена рассчитывается как балка с двумя неподвижными шарнирными опорами, одна из которых находится в уровне опирания ригеля перекрытия над подвалом. Другая – в уровне пола пандуса. Балка нагружена двумя вертикальными сосредоточенными силами N1 и N2, приложен ...

Состав монтажных звеньев
Таблица 4 Состав монтажных звеньев № Наименование работ Состав работ Состав монтажных звеньев 1 Устройство фундаментов 1. Устройство постели из раствора или частичное выравнивание готового основания 2. Установка фундаментных блоков 3. Выверка правильности установки блоков 4. Заде ...

Анализ производственного травматизма, профессиональных заболеваний при существующих технологических процессах и оборудовании на предприятиях
Задачей анализа травматизма и профессиональных заболеваний является установление причин и закономерностей, которые вызвали появление несчастных случаев и заболеваний. Несчастному случаю всегда предшествуют отклонения от нормального хода производственного процесса. С этой точки зрения большое значение имеет ...