Нормативные и расчетные характеристики грунтов

Существенное свойство грунта даже в пределах выделенного инженерно-геологического элемента (слоя) – его неоднородность. Это основная причина всегда имеющего место разброса результатов определения любого показателя грунта. Если этот показатель используется в расчетах, сразу возникает вопрос – какое же значение показателя принять?

Согласно СНиП, во всех расчетах при проектировании оснований зданий и сооружений используются расчетные характеристики грунта.

Пусть, например, при испытаниях отобранных образцов грунта получено n значений плотности ρ. Тогда в результате статистической обработки можно получить (ГОСТ 20522-75):

– среднее, или нормативное значение плотности грунта:

;

– среднеквадратическое отклонение σ_ρ и коэффициент вариации V характеристики (здесь плотности):

Расчетное значение характеристики определяется делением нормативного на коэффициент надежности по грунту γ_q:

ρ=ρ_н/ γ_q (2.21)

Значение γ_q определяется по формуле:

(2.22)

где δ – показатель точности оценки среднего значения характеристики.

Он определяется в зависимости от принимаемой доверительной вероятности и коэффициента вариации среднего значения характеристики:

(2.23)

где t_α – табличный коэффициент.

Сопоставляя (2.21) и (2.22), получаем:

. (2.24)

Знак в скобках принимается таким, чтобы обеспечивалась большая надежность расчета.

Пусть, например, по плотности определяется удельный вес грунта. Если он выступает как нагрузка в (2.24) принимается плюс; если же удельный вес используется в формуле расчетного сопротивления основания, опасным будет его занижение и нужно взять ρ со знаком минус.

Определение расчетных значений особенно важно для прочностных характеристик грунта – φ и с, общего сопротивления сдвигу, предела прочности на одноосное сжатие скальных и полускальных грунтов. Для физических характеристик (кроме плотности и удельного веса), а также модуля деформации, допускается принимать γ_q=1, то есть считать расчетные значения равными нормативным.

ГЛАВА 3.3

Определение напряжений в грунтах и расчет осадок

Общие положения

При указанном ранее ограничении нагрузки для определения напряжений в грунте используются решения теории упругости. Поскольку деформации в грунтах преимущественно не упругие, а остаточные, говорят о применении теории линейно-деформируемой среды (ТЛДС). Кроме решений теории упругости, ТЛДС включает приближенные методы расчета осадок, когда непосредственное применение точных решений теории упругости невозможно из-за сложности инженерных и геологических условий.

Получаемые результаты по напряжениям и осадкам относятся ко времени установления стабилизированного состояния грунта. Переходной процесс с перераспределением давлений в грунтовой массе к этому времени должен закончиться (и=0) .

Далее приведены наиболее применимые в расчетах фрагменты теоретических решений для различных случаев действия нагрузок. Определяются лишь некоторые компоненты тензора напряжений. Обычно это вертикальное сжимающее напряжение σ_z, в наибольшей степени влияющее на осадку, а также главные напряжения для условий плоской задачи.