Menu

Метод послойного суммирования осадок

Метод заключается в делении всей сжимаемой толщи На на некоторое число расчетных слоев и осадка определяется суммированием деформаций отдельных слоев, заменяя зависимость (5.3) приближенным выражением

г, 5 или 5 + й ж V ггД2, (5.4)

где е2 — относительная деформация каждого расчетного слоя в направлении 2 от каждой нагрузки угрк, (д—угр1г) и дй. В общем случае для каждой нагрузки возможны свои величины На и соответствующее число расчетных слоев толщиной Аг.

Способ определения осадок без учета боковых деформаций грунта. В этом способе при определении осадок принимается допущение, что деформации ех = еу = 0. Рассмотрим методику расчета полных (конечных) осадок, исходя из последовательности этапов возведения сооружения, описанных в § 5.2 и представленных на рис. 5.1.

1. Определение конечной величины разбухания основания — г при отрытии котлована (см. рис. 5.1, а). Для этого, заменив влияние отрытия котлована на напряженное состояние основания, приложением отрицательной нагрузки— у грк рассмотрим напряженное состояние в какой-либо точке Л до и после ее приложения.

До отрытия котлована было бытовое напряженное состояние, определяемое в частном случае собственным весом грунта, т. е. а' = = стг б = СТг(Тгр) = Угр2- После приложения нагрузки — угрк напряжение в скелете грунта будет а" = сгггр) + о2(—угрк), где

Рис. 5.4. Напряжения сгг до и после отрытия котлована и активная глубина разбухания

  1. Определение осадки при нагрузке от сооружения угрк. Учитывая, что кривые разбухания и вторичного загружения близки, принимаем осадку от нагрузки угрк (см. рис. 5.1,6) равной +г.

  2. Определение осадки з от нагрузки д' = — д — Угр^ (см. рис. 5.1, в). При этом можно приближенно принять, что начальные напряжения в основании после приложения нагрузки

угрк достигли напряжений, существовавших до отрытия котлована, т. е. а' = а2 б = о2гр) = угрг. Затем следует найти напряжения от нагрузки д' = д — УгрЛ, обозначаемые через

[image][image]

[image]

аг(я')- В результате напряжение в грунте увеличится доо"=стггр)]+ + Активная глубина сжатия определится из сопоставления

эпюр напряжений аг б и аг(я') (рис. 5.6) на пересечении линии 0,2 <т2 б с эпюрой ст,(<7'). Далее активную глубину Яа следует разделить на необходимое число расчетных слоев Дг и для середины каждого слоя по главной ветви компрессионной кривой (рис. 5.7) определить коэффициенты пористости ех и е2, отвечающие напряжениям о' и а".

(5.6)

[image][image]

Рис. 5.8. Активная глубина На при расчете крена сооружения в результате неравномерности нагрузки (а) и влияния нагрузки соседнего сооружения (б)

При слоистом напластовании основания (см. рис. 5.6) расчетные слои Аг должны располагаться только в одном грунтовом слое и для каждого выделенного слоя грунта должна использоваться 1воя компрессионная кривая.

4. Определение осадки + 5 с учетом влияния нагрузки от соседнего сооружения (см. рис. 5.1, г). Дополнительные напряжения о^а), возникающие при постройке соседнего сооружения с нагрузкой цл (см. рис. 5.1, г), можно определить методом угловых точек (см. § 3.2). В результате напряжения, вызывающие осадку з + й, определятся (см. рис. 5.6) как о" = оггр) + аг (<?') + а2 (<7„).

Активная глубина несколько увеличивается и достигает Н'а (рис. 5.6). Определяя по главной ветви компрессионной кривой е2" соответствующие новому значению а" (рис. 5.7), можно по зависимости (5.6) определить вместо 5 величину суммарной осадки 5 + й в пределах активной глубины На. Общая (суммарная) величина полной (конечной) осадки сооружения определится как 5 = г з + с1.

Описанным выше способом можно определять осадку сооружения по любой вертикали основания. Так, например (рис. 5.8), можно определить возможный крен сооружения в результате неравномерной нагрузки на сооружение и различий в напластовании грунтов (рис. 5.8, а) или влияния дополнительных неравномерных напряжений от соседнего сооружения (рис. 5.8, б). Для этого вычисляют осадки и 52 под краями сооружения и величина крена определится как = (52 — 8^/Ь. В первом случае (рис. 5.8, а) увеличение осадки 52 вызывается большими напряжениями под этим краем фундамента и наличием в пределах НлЛ прослоя сильно сжимаемого грунта. Вс втором случае крен сооружения вызывается дополнительными на

пряжениями сгг(<74), большими под краем (2) сооружения, ближайшим к строящемуся (^).

При невозможности бокового расширения грунта из компрессионной зависимости (1.27), (1.28) и (1.29) коэффициент уплотнения (или разбухания) а (ар) = (ег — е2)/(сг" — о') и поэтому зависимости[image]

 

  1. и (5.6) можно представить в виде

(5.7)

где ог = о” — а' — дополнительные напряжения, соответствующие деформации ег.

[image]

Учитывая связь коэффициента уплотнения с модулем деформации Е (2.26), т. е. что а = р(1 + е)/Е, выражение (5.7) приобретает вид

где Е — модуль деформации или при определении г модуль упру» гости (разбухания).

Все приведенные выше формулы для расчета осадки (5.5), (5.6) и (5.8) в принципе равноценны, а (5.8) совпадает с приводимыми в СНиПе. Следует отметить, что формулы (5.5) и (5.6) при достаточно малых толщинах расчетных слоев (Аг) позволяют более детально учесть нелинейность компрессионных зависимостей.

 

Способ определения осадок с учетом боковых деформаций грунта. При учете возможности боковых деформаций в зависимости (5.4) для деформаций ег следует принимать закон Гука (2.16) в виде

[image]

или путем прибавления и вычитания в правой части чаг1Е в форме

 

[image]

 

(5.9)

[image]

 

где, как и ранее, 0 = вх + оу+ о2.

Из выражения (5.9), расчленяя деформации, как показано в § 2.2, легко получить закон Гука в иной иногда более удобной форме (2.27)

[image]

 

(5.10)

  1. = ВХ + е9 + = 0 — 2*) 0/Е или

     

Аналогично можно записать выражения для деформаций ех, е„, поме’ няв только в (2.27) ст2 на ох и Отсюда объемная деформация

Объемная деформация, как показано в § 2.2,может быть представлена в виде (2.12), т. е. еу = (е* — е2)/(1 + е4). Тогда, подставляя выра

(5.11)

[image][image]

 

 Любым из выражений (2.16), (2.27) или (5.12) можно пользоваться для нахождения величины осадки с учетом боковых деформаций грунта.

При определении величины г следует вычислять 0(—уГРН) и агГРН) от нагрузки —у „Л, а при определении соответственно Уг(д') и 0(<7') от нагрузки д' = д — уГТН.

Коэффициенты пористости е{ для напряжений а' = а2(7ГР) = = уГРг, как и ранее, находят непосредственно на главной ветви компрессионной кривой, так как от собственного веса нет возможности бокового расширения грунта.[image]

Определенные трудности возникают при оценке величин коэффициентов пористости е2 от нагрузок —угрН и д’ в случае использования для их получения компрессионных приборов, т. е. приборов с невозможностью бокового расширения грунта, что противоречит идее самого рассматриваемого способа. В этом случае можно использовать описанный ранее в § 2.2 принцип гидроемкости, т. е. считать, что коэффициент пористости, или пористость грунта, зависит только от суммы главных напряжений 0, а не от их соотношений. Тогда для получения е2 необходимо, чтобы сумма главных напряжений в приборе ©Пр и сумма главных напряжений при нагрузках угрН и д' были равны 0пр = 0("угр) + 0(—'Угрй) и 0пр = 0(уГр) + 0(<7')-

Учитывая, что в компрессионном приборе 0пр = о* + ау + о2 = §(7 + + а = а(1 + 2|), величину е2 на компрессионной кривой разбухания (для г) или уплотнения (для 5 или й) необходимо определять для напряжений

В остальном определение величины осадки или разбухания с учетом влияния боковых деформаций не отличается от рассмотренного в § 5.4 для случая расчета без учета влияния боковых деформаций.

В заключение следует отметить, что метод послойного суммирования обладает значительной общностью, позволяет учесть любой вид внешней нагрузки, определить составляющие осадок за счет отрытия котлованов, оценить влияние соседних сооружений и пригрузок, в определенной степени учесть любое напластование грунтов и переменность характеристик грунтов по глубине и, что особенно существенно, учесть нестабилизированное состояние грунта (см. гл. 8).

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:4891 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8080 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4927 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Изучение взаимоотношений между геологиче…

Изучение взаимоотношений между геологическими телами подразумевает наблюдения над сочетаниями различимых типов пород, условиями их залегания в обнажениях и на территориях и пространственно-временным расположением относительно друг друга (что выше, а что...

14-10-2010 Просмотров:4518 Геологическое картирование, структурная геология

Методика підрахунку технологічної ефекти…

Методика підрахунку технологічної ефективності від впровадження організаційно-технічних заходів До організаційно-технічних заходів відносяться роботи з впровадження нової техніки і технології (наприклад, нового або вдосконаленого підземного технологічного обладнання), винаходів (патентів) і раціоналізаторських пропозицій...

19-09-2011 Просмотров:4701 Підземний ремонт свердловин

Назначение постоянного съемочного обосно…

Назначение постоянного съемочного обоснования и требования, предъявляемые к нему нормативными документами. Постоянное планово-высотное съемочное обоснование должно служить не только для съемочных и изыскательских, но и для различных разбивочных работ, исполнительных съемок...

27-07-2010 Просмотров:18685 Постоянное планово-высотное съемочное обоснование