Критические нагрузки на грунты основания
Как уже отмечалось выше (подразд. 2.2.2), по мере загружения фундамента наблюдаются две критические нагрузки: нагрузка, соответствующая началу возникновения в грунте зон сдвига и окончания фазы уплотнения, и нагрузка, при которой под нагруженным фундаментом сформировываются сплошные области предельного равновесия, происходит потеря устойчивости грунтов основания и исчерпывается его несущая способность.
Начальная критическая нагрузка соответствует случаю, когда в основании под подошвой фундамента возникает предельное состояние. Эта нагрузка еще безопасна в основаниях сооружения, так как до ее достижения грунт всегда находится в фазе уплотнения. При нагрузках, меньших начальной критической, во всех точках основания напряженные состояния допредельные и деформируемость грунта подчиняется закону Гука. Следовательно, для определения начальной критической нагрузки могут быть использованы решения задач теории упругости.
Определение ркр дано в решении В.В.Пузыревского (рис. 5.4). Грунт рассматривается как однородное, изотропное тело. Нагрузка принята полосовой с интенсивностью р. Поскольку фундамент заглублен на глубину d, то давление будет р – γd. Для произвольной точки М, расположенной на глубине z и характеризуемой углом видимости 2β, главные напряжения с учетом напряжений от собственного веса грунта будут равны
(5.5)
Подставив и в уравнение предельного равновесия (5.4), учтем, что давление связности , решив его относительно р = ркр , при z = 0 получим формулу В.В. Пузыревского
, (5.6)
где – начальная критическая нагрузка; – удельный вес грунта; d – глубина заложения фундамента; – угол внутреннего трения грунта; с – сцепление грунта.
Следует иметь в виду, что начальная критическая нагрузка соответствует пределу пропорциональности между напряжениями и деформациями грунта, а давление, равное начальному критическому давлению или меньше его, рассматривается как безопасное.
Строительные нормы СНиП 2.02.01 - 83* допускают развитие пластических деформаций в краевых участках фундаментов на глубину 0,25 ширины фундамента b. Такая нагрузка соответствует расчетному сопротивлению грунта R. Его уравнение с учетом развития областей предельного равновесия на глубину z = 0,25b имеет вид
. (5.7)
Для практического использования в расчетах формулу (5.7) представляют в виде
, (5.8)
где , , – коэффициенты несущей способности, зависящие от угла внутреннего трения и вычисляемые по формулам
(5.9)
Численные значения коэффициентов , и приведены в табл. 4 СНиП 2.02.01 - 83*.
Дата добавления: 2016-01-09; просмотров: 872;