Условия применимости решений теории упруrости

к грунтам.

При проектировании оснований массив грунта рассматривают как пространственную систему, находящуюся в сложном напряжен­но-деформированном состоянии. Напряжения и деформaций в различных точках основания зависят от размеров фундаментов, свойств грунтов и интенсивности нагрузок.

Работа оснований рассматривается с позиций решений теории упругости н пластичности применительно к плоской или пространственной задаче в зависимости от принятой расчетной схемы.

Экспериментальные исследования работы грунтов оснований под действием внешней нагрузки показали, что в большинстве случаев они не являются идеально упрyгими телами, так как остаточные деформации значительно больше упругих эти же наблюдения показали, что грунтам свойственна нелинейная зависимость между напряжениями и деформациями.

Песчаным грунтам в меньшей степени свойственна эта нелинейность, пылевато-глинистым - в большей.

Анализ внутренней структуры грунтов показал, что они не являются сплошными телами, а имеют зернистое строение и состоят из мелких частиц, поры между которыми заполнены газом и водой. Неоднородностъ грунтов в ряде случаев обусловливает их анизотропию - различие свойств по разным направлениям.

Теория упругости рассматривает только сплошные тела, имеющие строго линейную зависимость между напряжениями и деформациями. В связи с этим возникает вопрос, в какой мере решения теории упругости применимы для расчетов оснований и фундаментов и каковы границы этой применимости. Очевидно, что использовать решения теории упругости при расчетах оснований можно только при условии принятия некоторых упрощающих допущений о работе грунтов оснований. Зернистое строение грунта обусловли­вает увеличение напряжений в зонах контакта частиц грунта по сравнению со средней интенсивностью напряжений, возникающих в его массиве.

Теория упругости позволяет определять только среднюю интенсивность напряжения в сплошном теле, а грунты оснований можно лишь условно считать сплошными телами.

Как уже указывалось выше, грунтам оснований свойственна нелинейная зависимость между действующим давлением и осадкой, однако при относительно небольших нагрузках в пределах двух фаз,деформирования - упругих деформаций, уплотнения и локальных сдвигов - этой нелинейностью пренебрегают и считают грунт линейно деформируемым телом..

Поскольку осадки оснований нелинейны и складываются из упругих и остаточных, к грунтам неприменима гипотеза теории упругости - принцип независимости действия сил, гласящая, что при действии на тело группы сил результат их воздействия может быть найден простым суммированием результатов воздействий от каждой силы, полученных в отдельности. Для грунтов оснований при нелинейном деформировании нельзя суммировать перемещения и деформации, если нагружение осуществляется не одновременно а с некоторыми временными разрывами, т. е. не синхронно. Необходим о учитывать также и влияние предшествующего нагружения, так как нагрузка, приложенная к грунту и снятая впоследствии, дает остаточную осадку, которая должна быть учтена расчетом. Следовательно, для грунтов оснований существенным является не только интенсивность внешних нагрузок, но и синхронность, режим и предыстория нагружения.

Подавляющее большинство оснований как при возведении зданий, так и при их эксплуатации испытывает однократное (одноразовое) загружение без последующей нагрузки, а если она все же имеет место, то ее значение крайне незначительно, что позволяет применять для расчета оснований и фундаментов решения теории упругости.

Таким образом, в инженерных расчетах грунты основании считают сплошными, изотропными линейно деформируемыми телами, испытывающuми однократное загружение.

Несмотря на некоторую условность принятых допущений, практика устройства оснований и возведения фундаментов свидетельствует, что эти гипотезы наряду с использованием теории предельных состояний, современных решений в области инженерной геологии, механики грунтов и строительных конструкции позволяют выполнять необходимые расчеты и успешно решать комплексную задачу проектирования оснований и фундаментов.

Дата добавления: 2014-01-04