Расчеты по прочности подстилающего пласта

Расчеты по прочности подстилающего пласта выполняются, исходя из условия предельного равновесия на его кровле

,

где θ_max – максимальное значение угла отклонения полного напряжения на кровле подстилающего пласта от линии действия уплотняющих напряжений; φ –угол внутреннего трения подстилающего пласта.

Расчет заключается в том, чтобы убедиться, что максимальная величина касательных напряжений в расчетной точке на кровле подстилающего пласта не превышала предельного значения сопротивления грунта сдвигу.

Предельное сопротивление грунта сдвигу характеризуется уравнением предельного равновесия

,

где σ₁ – максимальная величина уплотняющих напряжений; σ₂ – минимальная величина уплотняющих напряжений; σ_с – давление связности, характеризующее структурную прочность грунта.

Последовательность расчетов.

Принимается расчетная схема в зависимости от глубины заложения подошвы фундамента и мощности пластов природного сложения площадки строительства (см. рис. 4).

Выполняется расчет максимальной величины уплотняющих напряжений

,

где σ_пр^z – природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта; σ_д^я – дополнительное напряжение в расчетной точке на кровле подстилающего пласта.

Природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта устанавливается в зависимости от плотности и мощности пластов природного сложения над кровлей подстилающего пласта. В соответствии с расчетной схемой (см. рис. 4) природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта

,

где γ_о⁽¹⁾ – плотность грунта рабочего пласта, z – мощность рабочего пласта.

Рис .4. Расчетная схема к расчету по прочности подстилающего пласта (19 рабочий пласт природного сложения, 2- подстилающий пласт природного сложения, 3- расчетная точка под подошвой фундамента, 4- расчетная точке на кровле подстилающего пласта).

Дополнительные напряжения в расчетной точке на кровле подстилающего пласта устанавливаются в зависимости от степени затухания ниже подошвы фундамента

,

где К_РЦ – коэффициент рассеивания (затухания) дополнительных напряжений; - дополнительные напряжения в расчетной точке в центре подошвы фундамента.

Коэффициент рассеивания дополнительных напряжения устанавливается в зависимости от мощности грунтового слоя и ширины подошвы фундамента

,

где z – мощность грунтового слоя от расчетной точки в центре подошвы фундамента до расчетной точки на кровле подстилающего пласта.

Дополнительные напряжения в расчетной точке в центре подошвы фундамента устанавливаются расчетом в зависимости от контактных напряжений и природного давления

,

где - контактные напряжения в расчетной точке в центре подошвы фундамента; - природное давление в расчетной точке в центре подошвы фундамента (для расчетной схемы, приведенной на рис. 4 ).

Устанавливается расчетное значение минимальной величины уплотняющих напряжений

Устанавливается давление связности, характеризующее структурную прочность подстилающего пласта

,

где с – сила удельного сцепления подстилающего пласта.

Устанавливается расчетное значение синуса угла отклонения Sinθ_max и проверяется условие предельного равновесия в расчетной точке на кровле подстилающего пласта

Примечание. Природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта и в расчетной точке в центре подошвы фундамента т рассчитывается с учетом взвешивающего действия грунтовой воды на скелет грунта

.