Механика грунтов, основания и фундаменты

Северодвинск

Конспект лекций

Механика грунтов, основания и фундаменты

Конспект лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство верфи» и родственным специальностям.

УДК (624:69):681.3(075.8)

Конспект лекций

(по плану РИО Севмашвтуза 2010 г.)

ISBN 5-7723-0078-4 ­ Севмашвтуз, 2010
Содержание

Введение.. 6

1. Физические свойства грунтов.. 7

1.1. Состав грунтов и свойства их составных частей. 7

1.1.1. Классификация по происхождению.. 7

1.1.2. Классификация по зерновому составу. 8

1.1.3. Виды воды в грунте и их свойства. 10

1.1.4. Влияние газа, содержащегося в порах грунта, на его свойства. 12

1.1.5. Структура и текстура грунтов. 12

1.2. Характеристики физического состояния грунтов. 13

1.2.1. Определяемые характеристики грунта. 13

1.2.2. Вычисляемые характеристики грунта. 14

1.3. Состояния пылевато-глинистых грунтов. 15

1.4. Состояния сыпучих грунтов по плотности сложения. 17

1.5. Классификация грунтов по ГОСТ 25100-95. 18

2. Механические свойства грунтов.. 22

2.1. Основные закономерности механики грунтов. 22

2.2. Закон уплотнения. 22

2.2.1. Компрессионная зависимость. 22

2.2.2. Коэффициент относительной сжимаемости. 24

2.2.3. Закон уплотнения и линейная деформируемость грунтов. 26

2.2.4. Структурная прочность грунтов. 26

2.2.5. Напряженное состояние грунта при компрессионных испытаниях. 27

2.2.6. Определение модуля деформации грунта. 29

2.3. Водопроницаемость грунтов. 30

2.3.1. Закон ламинарной фильтрации. 30

2.3.2. О начальном градиенте в глинистых грунтах. 31

2.3.3. Давление в водонасыщенных грунтах. 32

2.4. Сопротивление грунтов сдвигу. 33

2.4.1. Сопротивление сдвигу сыпучих грунтов. 33

2.4.2. Сопротивление сдвигу связных грунтов. 34

2.4.3. Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии. 35

3. Определение напряжений в массиве грунта.. 37

3.1. Применимость решений теории упругости к грунтам.. 37

3.1.1. Фазы напряженного состояния грунта. 37

3.1.2. Основные допущения. 38

3.2. Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок. 39

3.2.1. Действие сосредоточенной силы на упругое полупространство (задача Буссинеска) 39

3.2.2. Действие нескольких сил. 40

3.2.3. Действие равномерно распределенного давления. 40

3.3. Действие равномерно распределенной полосовой нагрузки (плоская задача) 41

3.4. Напряжения от действия собственного веса грунта. 43

3.4.1. Распределение напряжений по подошве жестких фундаментов (контактная задача) 44

3.5. Определение перемещений. 45

4. Теория предельного напряженного состояния грунтов.. 48

4.1. Общие положения. 48

4.2. Устойчивость грунтов в основании сооружений. 49

4.2.1. Развитие предельного напряженного состояния в основании жестких штампов. 49

4.2.2. Критические нагрузки на грунт основания при полосообразной нагрузке. 50

5. Расчет осадок фундаментов.. 53

5.1. Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке. 53

5.2. Метод послойного суммирования. 55

5.3. Метод эквивалентного слоя. 57

5.3.1. Вывод основной зависимости. 57

5.3.2. Определение осадки при слоистом основании. 59

5.4. Метод линейно деформируемого слоя. 61

5.4.1. Определение осадки. 62

5.4.2. Определение толщины линейно деформируемого слоя. 63

6. Изменение осадок во времени.. 65

6.1. Теория фильтрационной консолидации. 65

6.1.1. Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке. 65

6.1.2. Степень консолидации осадки и эпюры уплотняющих давлений. 68

6.1.3. Однородный грунт при двусторонней фильтрации. 70

6.2. Реологические процессы в грунтах. 71

6.2.1. Длительная прочность и релаксация напряжений. 72

6.2.2. Деформации ползучести грунтов и методы их описания. 73

6.2.3. Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок сооружений. 76

7. Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям 77

7.1. Метод расчета конструкций по предельным состояниям.. 77

7.1.1. Сущность метода. 77

7.1.2. Две группы предельных состояний. 78

7.1.3. Классификация нагрузок. 78

7.1.4. Нормативные и расчетные характеристики материалов. 79

7.1.5. Степень ответственности зданий и сооружений. 80

7.1.6. Коэффициент условий работы конструкции. 80

7.2. Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций. 80

7.3. Формы деформаций и смещений сооружений. 81

7.4. Предельные состояния оснований и фундаментов. 82

7.5. Причины возникновения неравномерных осадок. 84

7.6. Выбор типа и глубины заложения фундаментов. 86

7.6.1. Инженерно-геологические условия площадки строительства. 87

7.6.2. Климатические факторы.. 89

7.6.3. Особенности сооружений. 90

8. Фундаменты на естественных основаниях.. 92

8.1. Определение расчетного сопротивления грунта. 92

8.2. Центрально нагруженный фундамент. 93

8.3. Внецентренно нагруженный фундамент. 97

8.4. Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта. 98

8.5. Конструкции фундаментов. 100

8.5.1. Типы фундаментов. 100

8.5.2. Каменные и бетонные фундаменты.. 102

8.5.3. Железобетонные монолитные фундаменты.. 103

8.5.4. Сборные ленточные фундаменты.. 104

8.5.5. Защита помещений от подземных вод и сырости. 105

8.6. Расчет фундаментов на продавливание. 107

9. Свайные фундаменты... 109

9.1. Типы свай и виды свайных фундаментов. 109

9.2. Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде. 112

9.3. Сваи, изготавливаемые в грунте. 114

9.4. Определение несущей способности свай. 115

9.4.1. Расчет на прочность свай по материалу. 116

9.4.2. Расчет на прочность свай по грунту. 116

9.5. Проектирование свайных фундаментов. 119

9.5.1. Работа свай в кусте. 119

9.5.2. Центрально нагруженные фундаменты.. 120

9.5.3. Внецентренно нагруженные фундаменты. 124

9.5.4. Свайные фундаменты, воспринимающие горизонтальную нагрузку. 126

9.5.5. Определение осадки свайных фундаментов. 127

9.5.6. Возникновение отрицательного трения. 129

Литература.. 130

Дата добавления: 2014-01-20