ВВЕДЕНИЕ. Механика грунтов является одной из основных инженерных дисциплин для студентов всех строительных специальностей

Механика грунтов является одной из основных инженерных дисциплин для студентов всех строительных специальностей. Ее значение можно сравнить со значением курса «Сопротивления материалов». Механика грунтов является одним из составных разделов геомеханики, в основу которой положены, с одной стороны, законы теоретической механики – механики абсолютно твердого тела, а с другой – законы строительной механики – упругости, пластичности, ползучести. Но знание закономерностей теоретической механики и строительной механики для механики грунтов как науки необходимо, но недостаточно. К этим закономерностям нужно добавить зависимости, вытекающие из особенностей работы грунтов под нагрузкой: сжимаемость, водопроницаемость, контактную сопротивляемость сдвигу и структурно-фазовую деформируемость грунтов. Необходимо также знание основных разделов высшей математики и физики, инженерной геологии, гидравлики и других инженерных дисциплин.

В механике грунтов рассматриваются закономерности работы под нагрузкой рыхлых горных пород коры выветривания литосферы (крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые, органогенные и техногенные грунты), прочность связей которых во много раз меньше прочности самих минеральных частиц. Грунты основания обычно обладают в сотни раз меньшей прочностью и иногда в тысячу раз большей деформируемостью, чем материалы, из которых возводятся здания и сооружения. Поэтому неправильная оценка физико-механических свойств грунтов и их напластования может привести к большим деформациям конструкций сооружения, а иногда и к их разрушению.

Одним из ярких классических примеров, демонстрирующих негативное влияние неравномерной деформации грунтового основания, является развитие крена и осадки знаменитой Пизанской «падающей башни» (Италия). Высота башни составляет 54.5 м. Уже во время строительства были замечены большие осадки и крен башни. К моменту окончания строительства (1273 г) отклонение верха башни от вертикальной оси составило 2.1 м. а к настоящему времени превысило 5.5 м. Основная причина неравномерных осадок – неоднородность грунтов основания.

Основными задачами, решаемыми в процессе изучения курса, являются: установление основных закономерностей механики грунтов и обобщение их в виде законов; изучение распределения напряжений в грунтовом массиве при действии различных нагружающих факторов; исследование прочности оснований и грунтовых массивов с использованием теории предельного равновесия; изучение методов расчета осадок оснований фундаментов, в том числе в условиях незавершенной консолидации грунтов, слагающих основание.

Целью курсового проектирования по этой дисциплине является закрепление студентами полученных теоретических знаний. Тематика проектирования отвечает учебным задачам подготовки инженеров и увязана с решением практических вопросов обработки результатов испытаний грунтов и проектирования фундаментов мелкого заложения.

При выполнении курсового проекта студент должен научиться пользоваться строительными нормами, ГОСТами, типовыми проектами, каталогами изделий для выполнения фундаментов, а также учебной, справочной и научной литературой; в проекте должны найти отражение требования стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Краткий исторический обзор

До ХVI века «теории» строительства не существовало, строили полагаясь на опыт. Размеры фундамента выбирали в зависимости от прочности грунтов оснований. В конце XVIII века появилась первая теория, рассматривающая сопротивление грунта сдвигу.

В 1773 г. француз Ш. Кулон – разработал способ расчета давления сползающего грунта на подпорную стенку (строительство фортификационных сооружений на юге Франции). Данное исследование Кулона (Франция, 1773) по теории прочности сыпучих тел известно в современной механике как закон Кулона-Мора.

Академик Фусс (Россия, 1801) и инженер Винклер (Франция, 1867) предложили механические модели грунтового основания для расчета конструкций, взаимодействующих с грунтовой средой. Закономерности фильтрационных процессов в песчаных грунтах были впервые установлены Дарси (Франция, 1856) и обобщены в современной механике как закон ламинарной фильтрации Дарси. Труд профессора Буссинеска (Франция, 1885) «О распределении напряжений в упругой почве от сосредоточенной силы» до настоящего времени изучается в курсе механики грунтов и является основополагающим в теории распределения напряжений в грунтовой среде. Механика грунтов как самостоятельная дисциплина возникла с момента опубликования монографии профессора Терцаги (Германия, 1925) «Строительная механика грунтов». Именно ему принадлежит установление основополагающей в теории расчета осадок зависимости, известной как закон уплотнения Терцаги.

На базе этих и последующих исследований в 30х годах ХХ века была создана наука механика грунтов. Одновременно стала развиваться и вторая часть (прикладная) – основания и фундаменты.

Существенное развитие механика грунтов получила в работах ученых русской школы: Пузыревский (1923), Герсеванов (1931), Флорин (1936), Соколовский (1942), Егоров (1948), Березанцев (1948). Первый курс лекций по механике грунтов был подготовлен в СССР профессором Цытовичем (1934).

Достижения ученых в области механики грунтов отражены в работах Швеца В.Б., Гольдштейна М.Н., Клепикова С.Н. и других.

Дата добавления: 2014-11-29