ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ГРУНТОВОМ МАССИВЕ

Определение напряжений в грунтовом массиве имеет особо важное значение для определения деформаций (главным образом осадок) под действием внешних сил и собственного веса грунта. В механике грунтов распределение напряжений в грунтовом массиве для определения деформаций вычисляют по теории упругости. Несмотря на существенное различие физико-механических свойств грунтов и материалов, рассматриваемых в теории упругости, применение решений последней к грунтам является в данное время единственным средством при практическом расчете распределения напряжений в основаниях сооружений, находящихся в допредельном состоянии.

Возможность применения решений теории упругости для определения напряжений в грунтовых основаниях основывается на приближенной аппроксимации линейной зависимости между напряжениями и общими деформациями (49). Отсюда следует, что решения теории упругости тем лучше будут соответствовать реальному распределению напряжению в грунте, чем меньшее развитие получили в основании области предельного равновесия.

Кроме того, следует иметь в виду, что законы деформирования грунта для нагрузки и разгрузки не одинаковы. Простейшим примером, иллюстрирующим это обстоятельство, является развитие ветвей нагрузки и разгрузки компрессионной кривой (см. рис. 3). Поэтому следует избегать формального применения решений теории упругости без учета характера изменения силовых факторов. Обычно исходят из того, что для строительной практики характерны процессы роста внешних усилий, действующих на грунтовые основания.

Также следует предостеречь от формального использования решений теории упругости в случаях, когда в ходе решения задачи предсказываются значительные растягивающие напряжения в грунте, поскольку в действительности грунт практически не способен сопротивляться расширению.

Итак, чтобы применить решения теории упругости для определения напряжений в грунтовом массиве, необходимо выполнить следующие условия:

1) в данном интервале напряжений зависимость между ними и общими деформациями с допустимой погрешностью должна быть линейной;

2) отсутствие перераспределения компонентов грунта в рассматриваемом объеме во времени, т. е. решения будут отвечать только начальному (ненарушенному) и конечному (стабилизированному) статическому состоянию грунта и определять полные (тотальные) напряжения в скелете;

3) грунт считается однородным, невесомым.