Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке

Расчет осадок фундаментов

Факторами, определяющими долговечность сооружений, часто являются не напряжения в грунте, а осадки оснований.

Пусть к поверхности слоя грунта толщиной , лежащего на несжимаемой скальной породе, приложена сплошная нагрузка (равномерно распределенная в стороны на большие расстояния) интенсивностью (5.1). В этом случае слой грунта будет испытывать только сжатие без возможности бокового расширения, как при компрессионном сжатии. Поэтому для определения осадки слоя грунта можно воспользоваться компрессионной кривой этого грунта.

Рис. 5.1. К расчету осадки слоя грунта при сплошной нагрузке

а) расчетная схема нагруженного слоя; б) компрессионная кривая

Как и в одометре, осадка грунта произойдет вследствие изменения его объема за счет уменьшения пористости, а объем твердых частиц останется неизменным.

Из формулы (2.6) найдем:

, (5.1)

где: - коэффициент сжимаемости (2.4); - коэффициент относительной сжимаемости (2.7); - начальный коэффициент пористости грунта природного сложения, уплотненного под действием собственного веса; - внешнее давление на грунт; - толщина слоя грунта; - осадка грунта.

Подставляя в (5.1) выражение (2.17), получим:

, (5.2)

где - коэффициент (2.16).

Относительная деформация грунта при объемном напряженном состоянии равна:

. (5.3)

В условиях невозможности бокового расширения (при сплошной нагрузке) в соответствии с (2.11) имеем:

(5.4)

Подставляя (5.4) в (5.3) получим:

. (5.5)

Формулами (5.1), (5.2) для определения осадки грунта можно пользоваться при незначительной мощности слоя, так как они были получены для условий, при которых производятся компрессионные испытания, т.е. для слоя грунта с равномерным распределением напряжений по его высоте. Практическим критерием для использования этих формул является:

, (5.6)

где - высота слоя грунта; - ширина фундамента.

Кроме этого, нужно помнить, что формулы (5.1), (5.2) справедливы лишь для фазы уплотнения грунта, т.е. необходимым условием их применения является:

,

где - действующая нагрузка на грунт; - расчетное критическое давление (4.13).

Дата добавления: 2014-01-20