Фазы напряженного состояния грунтов при непрерывном возрастании нагрузки

Существуют 3 фазы напряженно-деформированного состояния:

1. Фаза уплотнения. В строительном отношении такое состояние грунта будет полезным, так как грунт в этой фазе приобретает более плотную структуру и будет давать меньшие осадки. Работает закон Гука (деформ от давл).

2. Фаза сдвигов. Переходная в пластическое или прогрессирующее в течение, выпирание, просадку или подобные недопустимые деформации основания. (деф-ции-напряжения нелинейны)

3. Фаза выпора. Потеря устойчивости.

Зависимость между давлением и деформациями представлена на рисунке. Области (зоны) локального разрушения грунта развиваются в ширину и в глубину основания, при этом под подошвой фундамента формируется уплотненное ядро в виде клина. В определенный момент времени краевые области разрушения грунта основания смыкаются на глубине и в результате расклинивающего действия уплотненного ядра устанавливается такое состояние, при котором малейшее увеличение нагрузки приводит к потере несущей способности.

Определение напряжений от действия нагрузки, приложенной по прямоугольнику.

Определение напряжений в массиве грунта при плоской задаче (Задача Фламана) Плоская задача – по направлению оси Х – деформации равны 0 Горизонтальные сечения, в результате можно найти такую систему точек, в которых равны – соединив их – получим линии равных напряжений (изобары).

По мере увеличения отношения длины площади загружения l к ее ширине задача по определению напряжений все с большим основанием может рассматриваться как плоская (плоская деформация). При бесконечной длине полосы нагрузки в каждом сечении, перпендикулярном ее продольной оси, будет одинаковая картина напряжений. Обычно рассматривают плоскую задачу, когда l:b >=10. В таком случае определяют три составляющих: нормальные напряжения σz, σy и касательные напряжения τху. Указанные выше сечения остаются в процессе деформации плоскими (плоская деформация), следовательно, τху= τxz= 0, а σx является функцией σz и σy

Метод угловых точек.

Определение напряжений – по методу угловых точек (в любой точке под нагрузкой и на любой глубине)

Значение величин сжимающих напряжений для угловых точек под прямоугольной площадью загрузки позволяет очень быстро вычислять сжимающие напряжения для любой точки полупространства, особенно если пользоваться значениями угловых коэффициентов.

Метод угловых точек для определения сжимающих напряжений применяют в случае, когда грузовая площадь может быть разбита на такие прямоугольники, чтобы рассматриваемая точка оказалась угловой. Тогда сжимающее напряжение в этой точке (для горизонтальных площадок, параллельных плоской границе полупространства) будет равно алгебраической сумме напряжений от прямоугольных площадей загрузки, для которых эта точка является угловой.

Расчет ведётся по формуле:

max =ΣK*p;

Где К — табличные коэффициенты,

P — интенсивность равномерно распределённой нагрузки.

Достраиваем площадь так, чтобы точка М была в центре, тогда видно, что ,

А) Разбив площадь подобным образом, можно записать

, где Р – интенсивность давления, со знаком «+» - фактические плюс фиктивные прямоугольники, со знаком «-» - фиктивные прямоугольники

Б)

Так мы сможем решить любую задачу по определению – на любом расстоянии и на любой глубине.

Данный способ находит применение при учете взаимного влияния фундаментов.