Определение осадок линейно-деформируемого полупространства или слоя грунта ограниченной мощности.

Используются строгие решения о распределении напряжений в однородном изотропном массиве грунтов от нагрузок, приложенных на его поверхности. Зависимость между осадкой подошвы центрально-нагруженного фундамента s, площадью фундамента A=bl, и средним значением дополнительного давления p₀=p-γd имеет вид:

,

(1)

где ω – коэф., зависит от формы площади и жесткости фундамента, ν, Е – коэф. Пуассона и модуль деформации грунта основания.

Данное решение применимо только для однородного напластования грунтов на значительную глубину ниже подошвы фундамента. Не учитывается изменение природного напряженного состояния грунтов основания с глубиной, при значительных размерах фундаментов расчётные значения осадок завышенные. Решение используется при небольших размерах фундаментов на однородных основаниях и для определения модуля деформации по данным опытов с пробной нагрузкой.

 

5.1.3. Основные предпосылки приближенных методов расчёта осадок.

Осадка грунта происходит только в пределах глубины сжимаемой толщи Н_с. Осадка основания происходит только за счёт сжатия столба грунта, непосредственно находящегося под подошвой фундамента (рис. 5.2, а). Сжатие каждого элементарного слоя мощностью Δ z вызывается равномерно распределенной на его поверхности нагрузкой равной максимальному значению σ _zp, действующему по оси z.

Определив величину сжатия каждого элементарного слоя грунта в пределах сжимаемой толщи основания и просуммировав эти величины, получим общую осадку основания фундамента. Такой подход к решению задачи называют методом послойного (элементарного) суммирования.

Возможны два расчётных случая: сжатие элементарного слоя без бокового расширения (рис. 5.2, б); сжатие элементарного слоя с возможностью бокового расширения (рис. 5.2, в).

В первом случае:

ε_x= ε_y=0.

 

 

.

(5.2)

Относительная деформация элементарного слоя:

.

(5.3)

;

Сжатие элементарного слоя

;	(5.4)
.	(5.5)

Для определения деформационных характеристик грунтов используются компрессионные испытания.

Во втором случае:

ε_x= ε_y≠0.

,

(5.6)

где G – модуль сдвига, K – модуль объемной деформации грунта.

Сжатие элементарного слоя для пространственной задачи:

.

(5.7)

Для плоской задачи среднее напряжение определяется по формуле:

.

(5.8)

Для точного определения деформационных характеристик требуется проведение специальных опытов в приборах трехосного сжатия.