Все описанные выше способы расчета осадок сооружений основаны на использовании решений теории линейно деформируемой среды, либо путем определения напряжений по решениям теории упругости, либо непосредственно оценкой вертикальных пере

мещений линейно деформируемого полупространства или полуплоскости. В результате в случае однородной по деформируемости среды (Е, > или а постоянны во всей области) по имеющимся практическим методам расчета может быть получена только линейная зависимость между осадкой 5 и нагрузкой ^ при любой ее интенсивности (рис. 5.11). Развитие областей пластических деформаций приводит к существенному нарушению линейности зависимости 5(<?) (рис. 5.11, кривая 2), все большему отклонению (увеличению осадки) от решения на основе модели линейно деформируемого тела (прямая 1).

Поэтому вводится ограничение в достоверности расчета осадки на основе решений теории упругости.

В качестве граничного критерия, как было показано в § 3.4, принимается расчетное сопротивление К, определяемое через величину нагрузки (71/4 по зависимостям (3.37) и (3.38). Напомним, что при нагрузке <71/4 область пластических деформаций распространяется в глубину основания на 0,25 ширины фундамента (Ь). Таким образом, принимается, что при нагрузке от сооружения д < к отклонение осадки, рассчитанной по применяемым в проектной практике методам, от действительной сравнительно невелико (рис. 5.11, величина ДЗ), а условие (3.40) является только ограничением применимости для достоверного расчета осадок сооружений модели линейно деформируемой среды.

В последние годы на основе применения высоко эффективных численных методов конечных разностей и конечных элементов началось интенсивное развитие решений упругопластических задач напряженно-деформированного состояния грунтовых сред, в частности оснований сооружений. Как известно из § 2.1, расчетная модель смешанной задачи теории линейно деформируемой среды и среды теории пластичности описывается системой уравнений равновесия для всей грунтовой области (2.3) и уравнением предельного равновесия (2.10) для пластических зон. Кроме того, для упругопластической среды добавляются геометрические и физические уравнения, которые различны в линейно деформируемой и пластической зонах. Используя эту модель, определяется осадка сооружения как вертикальное перемещение упругопластического основания конечной толщины. В результате график осадки в зависимости от нагрузки имеет криволинейный характер (см. рис. 2.6 или 5.11), но на начальном участке за-

гружения близкий к линейному и наиболее криволинейный на участке приближения к переходу большей части основания в состояние пластического течения, т. е. к ^_пр (см. рис. 5.11).

Как показали числовые решения для вертикальных перемещений упругопластической среды, полученные А. К. Бугровым, имея результаты расчетов осадок по «упругой» (5) (линейно деформируемая

На графике (рис. 5.12) приведены значения к_п (А. К. Бугров) в случае равномерно распределенной полосообразной нагрузки (<?) для различных значений угла внутреннего трения грунта (ср) в зависимости от <7/171/4. Этот график получен для Ь < 10 м и Н_&!Ь < 2. При нагрузках <7 < <71/4, естественно, следует принимать к_п — 1.

Следует отметить, что, как показали расчеты, при больших $0-20°) линейность зависимости 5(д) сохраняется далеко за пределами <7_]/4 и Я. Практически решения теории упругости с целью определения осадок можно с малой погрешностью применять для таких грунтов до нагрузок (2+3)7? и даже более.

В настоящее время и особенно в будущем основой проектирования сооружений является выполнение бесспорно правильного условия достижения предельно допустимых перемещений сооружения и его частей, в частности 5 5_пр. В современных условиях применения в практических расчетах решений теории упругости реализовать это условие не представляется возможным и приходится вводить условные ограничения по величине Я- Так, например, в случае мало- сжимаемых грунтов (песчаных, крупнообломочных и др.) и использования решений теории упругости, прежде чем удастся реализовать предельно допустимую осадку 5_пр (рис. 5.11), приходится ограничивать нагрузку <7_С = Я. При переходе к упругопластическим решениям это ограничение отпадает и непосредственно по кривой 2 (см. рис. 5.11) можно найти д_с> Я, соответствующее 5_пр. Естественно, здесь достигается значительная экономия стоимости фундаментных частей сооружения. В случае сильно сжимаемых грунтов может оказаться, что при З_пр будет получено д_с-< Я, или = Я (см. рис. 5.11). Однако использование упругопластических решений позволяет пересмотреть, применяя соответствующие конструктивные решения, величину 5_ПР, повысив ее и сделав фундамент более экономичным. Во всех случаях должно выполняться условие, которое при использовании упругопластических решений становится особенно обязательной проверкой.

Таким образом, в ближайшем будущем в проектной практике бесспорно будут применяться только критерии по перемещениям, например 5 < 5_пр с выполнением условия <7_С < <7_пр. Необходимость в прямом использовании критерия Я или ему подобных естественно отпадает. Все это приведет к более обоснованным и экономичным конструктивным решениям.