Определение конечных осадок слоя грунта при сплошной нагрузке (основная задача)

При действии сплошной нагрузки, слой грунта будет испытывать только сжатие без возможности бокового расширения, совершенно аналогичное компрессионному сжатию в невысоком цилиндре с жесткими стенками.

Осадка грунта в этом случае происходит вследствие изменения его объема за счет уменьшения пористости при увеличении внешнего давления, а объем твердых частиц остается практически неизменным.

Осадка S равна разности высот грунта до уплотнения нагрузкой и после:

Учитывая, что изменение коэф-та пористости прямо пропорционально изменению давления то :

e₀ – начальный коэф пористости, Сс – коэф компрессии, Ро – начальное давление грунта Pi – давление i-ой ступени нагрузки

56. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования.

Производится исходя из условия S<S_U,

где S - величина конечной осадки отдельного фундамента, определяемая расчетом;

S_u - предельная величина деформации основания фундаментов зданий и сооружений, принимаемая по табл. Б.1 [2]

Для определения осадки фундамента составим схему.

Толщу грунта под подошвой разбивают на отдельные слои глубиной h_i=(0.2-0.4)b.

Ординаты эпюры σ_zqi вычисляются в характерных горизонтальных сечениях (на нижней границе каждого слоя, под подошвой фундамента, на уровне грунтовых вод) по формуле:

где γ_i- удельный вес i - го слоя грунта, кН/м3; h_i – толщина i- го слоя грунта.

Для водонасыщенных слоев грунта, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо определять удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды.

Величина дополнительного вертикального напряжения для любого сечения ниже подошвы фундамента вычисляется по формуле

где α - коэффициент, учитывающий изменение дополнительного вертикаль­ного напряжения по глубине и определяемый в зависимо­сти от (Z - глубина рассматриваемого сечения ниже подошвы фундамента, b - ширина фундамента) и (l - длина фундамента);

Р₀ - дополнительное давление под подошвой фундамента, кПа;

Построив эпюры σ_zq и σ_zpi определяет нижнюю границу сжимаемой (активной) зоны грунта, которая находится на глубине Нс ниже подошвы фундамента, где .

Осадка отдельного фундамента на основании, расчетная схема кото­рого принята в виде линейно-деформируемого полупространства с услов­ным ограничением глубины сжимаемой толщи, определяется по формуле где β- коэффициент, равный 0,8;

n - число слоев, на которое разделена по глубине сжимаемая толща основания;

h_i - толщина i - го слоя грунта, см; σ_zpi- среднее дополнительное напряжение в i - ом слое грунта, равное полусумме дополнительных напряжений на верхней и нижней границах i- го слоя, кПа; Е_i- модуль деформации i-го слоя, кПа.