Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке

В данном случае рассматривается задача определения осадки слоя грунта толщиной (h), нагруженного сплошной равномерно распределённой нагрузкой интенсивностью (Р). Сжимаемый слой (h) подстилается практически не деформированным слоем (скалой, щебнем и т.д.). Расчетная схема, представленная на рисунке, соответствует практической задачи сжатия слоя грунта от нагрузки в виде насыпи, плотины и т.п.

Расчётная схема для определения осадки слоя грунта толщиной h при сплошной равномерно распределённой нагрузке.

Слой грунта (h) будет испытывать только сжатие, без возможности бокового расширения. Такое деформирование аналогично компрессионному сжатию грунта. Тогда, построив компрессионную кривую осадки (см. рисунок), и проведя секущую через точки с давлением Р₁ и Р₂, можем определить коэффициент сжимаемости данного грунта.

Схема компрессионного сжатия слоя грунта давлением Р при сплошной равномерно распределённой нагрузке.

Р₁ – собственный вес грунта до приложения нагрузки;

Р₂ = Р₁ + Р – новая нагрузка (эпюра Р – const).

– коэффициент сжимаемости (tg угла наклона секущей).

Выполним дополнительные построения, рассмотрев столбик сжимаемого слоя грунта, площадью основания F (призма абвг).

Допускаем, что в пределах призмы (абвг) объем твердых частиц грунта в процессе деформации остается неизменным, поскольку:

• частицы грунта переместиться ни вправо, ни влево не могут (деформация сжатия грунта без возможности бокового расширения – компрессия);
• частицы грунта практически несжимаемы (минерал кварц и т.д., их деформации сравнительно малы).

Тогда можно записать:

S = h – h'

Объём твердых частиц в единице объёма:

Приравнивая объём твёрдых (минеральных) частиц до и после сжатия в призме (абвг), получим:

.

Отсюда:

Проведя преобразования, получим:

– эту формулу также преобразовываем.

Из компрессионной кривой известно, что:

e₁ – e₂ = m₀p; – коэффициент относительной сжимаемости;

Тогда осадка слоя грунта может быть определена выражением:

Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке.

Или окончательно:

S = hm_vp

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

35-37) 35. уравнение предельного равновесия грунтов.

Теория Кулона-Мора рассматривает прочность грунта в условиях сложного напряженного состояния. Пусть к граням элементарного объема грунта приложены главные напряжения (рис. 2.8, а). При постепенном увеличении напряжения  и постоянной величине напряжения  произойдет сдвиг по некоторой площадке, наклоненной к горизонтальной плоскости, причем промежуточное главное напряжение  будет действовать параллельно этой площадке, никак не влияя на сопротивление грунта сдвигу.

В предельном состоянии в каждой точке грунта имеются две сопряженные площадки скольжения, наклоненные под углом  к линии действия максимального и  - минимального главного напряжения (рис. 2.8, б). Соотношение между главными напряжениями  и  в предельном состоянии, характеризуемым параметрами прочности  и , описываются уравнениями:

- для связных грунтов ;                            (2.11)

- сыпучих грунтов .                                          (2.12)

Выражения (2.11) и (2.12) часто называют условием предельного равновесия грунтов.

 

 

36. График зависимости осадки от давления. Понятие о нормативном сопротивлении.

На листах.

37. Состав и классификация грунтов по ГОСТ

Состав – твердые частицы, вода, воздух.

Классификация грунтов: