Определение конечной осадки сооружения
Исходные положения для вычисления осадки сооружения.
В зависимости от геологического строения грунтового основания применяют одну из следующих расчетных моделей:
- при более или менее однородном строении сжимающей толщи – модель однородного деформируемого полупространства;
- при наличии в нижней части сжимаемой толщи слоя грунта с модулем деформации более 100МПа – модель сжимающего слоя конечной толщины.
Исследование напряженно-деформированного состояния основания сооружений показали, что в отличии от поля сжимающих напряжений поле деформации не распространяется на значительную глубину. Поэтому при определении осадки сооружения выделяется сжимаемая (активная) зона основания.
Метод послойного суммирования. В основу метода послойного суммирования положены следующие допущения:
- осадка сооружения обусловлена действием только сжимающих нормальных напряжений Ϭz, остальные компоненты напряженного состояния не учитываются;
- деформации уплотнения происходят в условиях невозможности поперечных деформаций грунта;
- осадка определяется для наиболее напряженного вертикального сечения, совпадающего с осью симметрии сооружения, что компенсирует отсутствие учета влияния на осадку ограниченных поперечных деформаций;
- фундаменты не обладают жесткостью.
Рис. 6.2. Расчетная схема к расчету осадка ф**ундамента приведена на рисунке. Глубина активной зоны сжатия hа находится из условия … max Ϭz ≤0,2*γ Н, /по Н.А. Цытовичу/
Рис.6.3. Расчетная схема к определению осадки сооружения методом послойного суммирования. Глубина Рис. Расчетная схема к Ϭzр=0,2* Ϭzр /по Н.М. Глотову/ (активной) толщи Нс определяется из условия:
Последовательность расчета принимается следующей:
а) толща грунта ниже подошвы фундамента на глубину порядка 3в разбивается на слои высотой hi≤0,46в. При этом границы расчетных слоев совмещаются с границами геологических горизонтов;
б) для вертикали, совпадающей с осью симметрии сооружения строятся эпюры напряжений Ϭzg и 0,2zg от соответственного веса грунта с использованием выражения
Ϭzр= γ`,,d+Σn1* γi*hi,
Где γ`,,- осредненный удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;
d – глубина заложения подошвы фундамента;
γi – удельный вес грунта i-го расчетного слоя толщиной hi (при необходимости – с учетом взвешивания грунта);
в) для точек, лежащих на оси симметрии посередине каждого расчетного слоя определяется сжимающее напряжение Ϭzрi, возникающее от нагрузки, передаваемой на основание сооружением по зависимости
Ϭzрi=аi*po=ai*(pср- γ`,,*d),
Где а – коэффициент рассеивания напряжений, определяемый по таблице в зависимости от ξz=z/в и η=l/в;
Zi – глубина погружения рассматриваемой точки относительно подошвы фундамента сооружения.
Строится эпюра Ϭzр=f(z)
г) определяется глубина сжимаемой (активной) толщи Нс, верхней границей которой является подошва фундамента, а нижней – горизонт, на котором выполняется условие
Ϭzрi=0,2Ϭzg
Нижняя граница определяется по пересечению эпюр Ϭzр и 0,2Ϭzg;
д) в пределах активной зоны определяется осадка отдельных слоев
Si=Ϭzрi*hi*β/Ei,
Где β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;
Еi – модуль деформации i-го слоя;
е) осадка сооружения, определяется суммированием осадок отдельных слоев в пределах активной зоны:
S=ΣHcϬSi
Достоинство рассмотренного метода состоит в возможности учета слоистости основания и изменения модуля деформации по глубине таким образом удается учесть фактическую нелинейность между напряжениями и деформациями.
Метод слоя ограниченной мощности. В основу этого, решающего задачу о деформации упругого слоя грунта, лежащего на несжимаемом основании под действием местной нагрузки, положены следующие допущения.
1) грунт рассматриваемого слоя представляет собой линейно деформируемое тело;
2) деформации в слое грунта развиваются под действием всех компонентов напряжений;
3) осадка фундамента равна средней осадке поверхности слоя грунта под действием местной равномерно распределенной нагрузки;
4) фундамент не обладает жесткостью
5) распределение напряжений в слое грунта соответствует задаче однородного полупространства, а жесткость подстилающего слоя учитывается поправочными коэффициентами Кc и Кm
С учетом этих допущений формула для определения осадки поверхности слоя однородного грунта имеет вид
S=PвКс/Кm*Σni=1*Кi-Кi-1/Еi,
Где р – среднее давление под подошвой фундамента (шириной в˂10м принимается Р=Ро)
в – ширина фундамента (диаметр)
Кс – коэффициент, зависящий от относительной толщины слоя ξ`=2Н/в; Кс=1,5 при 0˂ξ`≤0,5; Кс=1,4 при 0,5˂ξ`≤1; Кс=1,3 при 1˂ξ`≤2; Кс=1,2 при 2˂ξ`≤3; Кс=1,1 при 3˂ξ`≤5.
Кm – коэффициент зависящий от среднего значения модуля деформации грунта основания Е ширины в: Кm=1 при Е˂10мПа при любом в; при Е˃10мПа Кm=1при в ˂10м; Кm=1,35 при 10 ≤в ≤15м; Кm=1,5 при в˃15м; n – число слоев в пределах толщины слоя Н; Кi, Кi-1 – коэффициенты, определяемые в зависимости от формы фундамента и относительной глубины подошвы и кровли i-го слоя;
Еi – модуль деформации i-го слоя.
Приведенную формулу следует (допускается) применять для определения осадки жестких фундаментов.
Метод эквивалентного слоя. Метод послойного суммировании основан на большом числе допущений к заметным неточностям кроме того, он трудоемок. В связи с этим во многих случаях осадки фундаментов можно рассчитывать простым методом эквивалентного слоя (по Н.А. Цытовичу)
Основные допущения этого метода следующие:
1) грунт однороден в пределах полупространства;
2) грунт представляет собой линейно-деформируемое тело, т.е. деформации его пропорциональны напряжениям;
3) деформации грунта в пределах полупространства принимаются по теории упругости.
По теории упругости осадка поверхности линейно деформируемого полупространства может быть определена по формуле
S=ω*в*(1-μо2)*Р/Ео,
Где ω – коэффициент формы площади загружения, жесткости фундамента; и места расположения точки поверхности грунта определения осадки
Р – среднее давление по подошве фундамента;
в – ширина подошвы фундамента;
Ео – модуль деформации грунта;
μо – коэффициент Пуассона для грунта.
В свою очередь Ео=В/mϑ,
Где mϑ=mо/(1+lo);
В=(1+μо)*(1-2 μо)/(1- μо2),
Отсюда S=(1- μо)2*ω*в* mϑ*р/(1-2*μо)
Обозначив (1- μо)2/(1-2*μо)=А, получим
S=A*ω*в* mϑ*р
С другой стороны осадка слоя грунта мощностью h с использованием компрессионных показателей определяется по формуле:
S=h* mϑ*p
При А*ω*в=h экв. Можно записать S=hэ* mϑ*р
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 3375;