определение напряжений в массивах грунтов

Определение напряжений в массивах грунтов

Напряжения в массивах грунтов, служащих основанием, средой или материалом для сооружения, возникают под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта. Знание напряжений необходимо для расчетов деформаций грунтов, обусловливающих осадки и перемещения сооружений, для оценки прочности, устой­чивости грунтов и давления на ограждения. Кроме того, для рас­четов конструкций фундаментов сооружений необходимо знать ре­активные напряжения, возникающие в контакте между фундамен­том и основанием.

Распределение напряжений в грунтовой толще зависит от мно­гих факторов. Прежде всего к ним относятся характер и режим нагружения массива, инженерно-геологические и гидрогеологичес­кие особенности площадки строительства, состав и физико-механи­ческие свойства грунтов. Формирование напряжений в грунтовой толще происходит не мгновенно при приложении нагрузки, а может развиваться весьма длительное время. Это связано со скоростью протекания деформаций и особенно сильно проявляется в пылевато-глинистых грунтах, где процессы фильтрационной консолидации и ползучести развиваются очень медленно.

Под действием собственного веса в массивах грунтов всегда формируется начальное напряженное состояние, иногда осложня­емое различными геодинамическими процессами. Поэтому напря­жения, возникающие в массивах грунтов от действия сооружения, накладываются на уже имеющиеся в нем собственные напряжения.

Это приводит к формированию сложного поля напряжений в грун­товой толще. Таким образом, определение напряжений в массиве грунтов представляет собой сложную задачу. Во многих случаях при ин­женерных расчетах решение этой задачи основывается на ряде упрощающих допущений, которые были рассмотрены.

Напо­мним, что к ним относятся предположения об однородности строения массива, изотропии механических свойств грунтов и их линейной деформируемости. Это позволяет для расчетов на­пряжений в грунтах использовать хорошо разработанный аппарат линейной теории упругости.

Определенное с помощью теории упругости поле напряжений соответствует конечному, стабилизированному, состоянию гру­нтов, т. е. тому моменту времени, когда все деформации, вызванные приложением нагрузок, уже завершились. В особых случаях, при проектировании наиболее ответственных -сооружений, а также при строительстве в сложных грунтовых условиях, применяются и более сложные модели, позволяющие определять изменение поля напря­жений в процессе деформирования грунтов.

Одним из важнейших следствий применения теории упругости к расчетам напряжений в грунтах является постулирование при­нципа суперпозиции, т- е. независимости действия сил. Это позволяет рассчитывать напряжения в массиве от действия со­бственного веса грунта и нагрузок, вызываемых сооружением, неза­висимо друг от друга и, суммируя полученный результат, опреде­лять общее поле напряжений.