Напряжения от собственного веса грунта
Вертикальные нормальные напряжения в грунте от веса лежащих выше грунтов называют природным или бытовым давлением и обозначают szg.
Природное давление в однородном грунте на глубине h определяются по формуле
где g – удельный вес грунта.
Природное давление в неоднородном основании на кровле (n+1)-го слоя вычисляется по формуле
где gi и hi – соответственно удельный вес и толщина i-го слоя грунта.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды по формуле (11). На кровлю водонепроницаемого слоя грунта (на водоупор) в этом случае действует дополнительное давление равное gwhw; здесь gw = 10 кН/м 3 – удельный вес воды, hw — разность отметок уровня грунтовых вод (WL) и кровли водоупора (рисунок 12).
Если под слоем водонепроницаемого грунта расположены грунтовые воды, то на кровлю грунта под водоупором действуют давления, уменьшенные на gwh2; здесь gw = 10 кН/м 3 – удельный вес воды, h2 – толщина водонепроницаемого слоя грунта (рисунок 13).
График напряжений от собственного веса грунта szg называется эпюрой напряжений от собственного веса грунта.
Пример 2.Построить эпюру напряжений от собственного веса грунта для грунтовых условий, приведенных на рисунке 14. Характеристики грунтов:
1 Слой — g1 = 20 кН/м 3 ;
2 Слой — gs = 26,6 кН/м 3 ; е = 0,661;
3 Слой — g3 = 22 кН/м 3 .
Решение. На поверхности грунта напряжение от собственного веса грунта равно нулю.
Напряжение по подошве первого слоя равно szg1 = g1h1 = 20×2 = 40 кПа.
Напряжение по подошве второго слоя вычисляем с учетом взвешивающего веса воды
Напряжение на кровле водоупора вычисляем с учетом дополнительного давления от веса воды во втором слое
Напряжение по подошве третьего слоя
Напряжение на кровле четвертого слоя вычисляем с учетом обратного скачка
Контрольные вопросы для самоподготовки.
1. Фазы напряженно-деформированного состояния грунтов при передаче на них постепенно увеличивающейся нагрузки.
2. Что характеризует начальное критическое давление?
3. Что понимают под расчетным сопротивлением грунта?
4. Как экспериментально определить распределение давлений по подошве фундамента?
5. Закон распределения давлений по подошве фундамента полученный в результате теоретических исследований.
6. Закон распределения давлений по подошве фундамента, применяемый в инженерных расчетах.
7. Определение напряжений в толще грунта от сосредоточенной силы, приложенной к поверхности грунтового основания.
8. Определение напряжений в толще грунта от равномерно распределенного давления, приложенной к поверхности грунтового основания на прямоугольной площади.
9. Какой принцип заложен в определении напряжений в толще грунта по методу угловых точек?
10. Какие имеются особенности определения напряжений в толще грунта от собственного веса при наличии в основании напорных и безнапорных грунтовых вод?
Дата добавления: 2017-04-05 ; просмотров: 10696 ;
Источник
Напряжения от собственного веса грунта
Вертикальные нормальные напряжения в грунте от веса лежащих выше грунтов называют природным или бытовым давлением и обозначают szg.
Природное давление в однородном грунте на глубине h определяются по формуле
где g – удельный вес грунта.
Природное давление в неоднородном основании на кровле (n +1)-го слоя вычисляется по формуле
где gi и hi – соответственно удельный вес и толщина i -го слоя грунта.
Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды по формуле (11). На кровлю водонепроницаемого слоя грунта (на водоупор) в этом случае действует дополнительное давление равное gwhw; здесь gw = 10 кН/м 3 – удельный вес воды, hw — разность отметок уровня грунтовых вод (WL) и кровли водоупора (рисунок 12).
Если под слоем водонепроницаемого грунта расположены грунтовые воды, то на кровлю грунта под водоупором действуют давления, уменьшенные на gwh2; здесь gw = 10 кН/м 3 – удельный вес воды, h2 – толщина водонепроницаемого слоя грунта (рисунок 13).
График напряжений от собственного веса грунта szg называется эпюрой напряжений от собственного веса грунта.
Пример 2. Построить эпюру напряжений от собственного веса грунта для грунтовых условий, приведенных на рисунке 14. Характеристики грунтов:
1 Слой — g1 = 20 кН/м 3 ;
2 Слой — gs = 26,6 кН/м 3 ; е = 0,661;
3 Слой — g3 = 22 кН/м 3 .
Решение. На поверхности грунта напряжение от собственного веса грунта равно нулю.
Напряжение по подошве первого слоя равно szg 1 = g1h 1 = 20×2 = 40 кПа.
Напряжение по подошве второго слоя вычисляем с учетом взвешивающего веса воды
Напряжение на кровле водоупора вычисляем с учетом дополнительного давления от веса воды во втором слое
Напряжение по подошве третьего слоя
Напряжение на кровле четвертого слоя вычисляем с учетом обратного скачка
Контрольные вопросы для самоподготовки.
1. Фазы напряженно-деформированного состояния грунтов при передаче на них постепенно увеличивающейся нагрузки.
2. Что характеризует начальное критическое давление?
3. Что понимают под расчетным сопротивлением грунта?
4. Как экспериментально определить распределение давлений по подошве фундамента?
5. Закон распределения давлений по подошве фундамента полученный в результате теоретических исследований.
6. Закон распределения давлений по подошве фундамента, применяемый в инженерных расчетах.
7. Определение напряжений в толще грунта от сосредоточенной силы, приложенной к поверхности грунтового основания.
8. Определение напряжений в толще грунта от равномерно распределенного давления, приложенной к поверхности грунтового основания на прямоугольной площади.
9. Какой принцип заложен в определении напряжений в толще грунта по методу угловых точек?
10. Какие имеются особенности определения напряжений в толще грунта от собственного веса при наличии в основании напорных и безнапорных грунтовых вод?
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
11. Природные напряжения в грунтах.
Напряжения от собственного веса грунта (или природные) определяются для оценки природной уплотненности грунтов и свеженасыпанных земляных сооружений.
Напряжение в слоистом массиве от собственного веса грунта.
1.Грунт с модулем деформации изменяющимся по глубине.
Для линейно деформируемого бесконечного полупространства, модуль которого изменяется прямопропорционально длине, при нагрузке сосредоточенной силы применимы формулы О.К.Фрелиха:
P – удельное давление по подошве штампа; α – угол, образуемый вертикальной осью и прямой, соединяющей рассматриваемую точку с любой точкой на окружности; νk – коэффициент концентрации напряжений, характеризующий рассеивание напряжений по глубине и их сосредоточение в близи линии действия силы.
Чем больше νk, тем больше напряжение по линии действия силы и тем быстрее проходит затухание по мере удаления в сторону.
Для определения напряжений при действии линейной нагрузки пользуются формулами К.Вольфа:
q – нагрузка на глубину длины загруженной линии; R – расстояние от загруженной линии до рассматриваемой точки
, E2 и E1 – модули деформации в горизонтальном и вертикальном направлении.
Давление от собственного веса грунта называется бытовым или природным.
Если у нас грунты с разной плотностью, то формула примет вид
В водоносных грунтах вычисление удельного веса производится с учетом взвешивающей силы воды
, e – коэффициент пористости.
12. Причины потери устойчивости склонов и меры борьбы с ними
Под оползнем понимается более или менее медленное смещение грунтовых масс вниз по склону под действием силы тяжести. Обычно это явление связано с нарушением естественной структуры грунта.
Оползни чаще всего образуются по берегам рек, озер, на склонах возвышенностей, сложенных рыхлыми породами и при наличии в их основании водоупорного слоя, обнажающегося в откосе. В жестких породах оползни возможны при наличии уклона склона или трещин, разбивающих породы. В глинистых породах оползни могут образовываться и при горизонтальном залегании, этому способствует суффозия.
Причинами, ускоряющими возникновение оползней, могут служить землетрясения, сильные дожди, подмыв склона рекой, а также деятельность человека, в частности строительство. Т.е. оползни происходят в том случае, когда возникающие по тем или иным причинам в массе грунта вблизи откоса сдвигающие (касательные) напряжения оказываются более высокими, чем те, которые может противостоять грунт.
Следовательно, развитие оползневых явлений происходит в тех случаях, когда активизируются сдвигающие силы и когда ослабевают силы сопротивления. Чаще всего оба эти фактора действуют одновременно.
С точки зрения первичной оценки степени устойчивости все склоны могут быть подразделены на три категории.
- Склоны сноса – такие формы рельефа, которые создаются в результате воздействия геологических денудационных факторов, приложенных сверху (вода, лед, ветер и т.д.). В общем случае склоны сноса должны обладать тем или иным запасом устойчивости.
- Склоны обрушения – характерны для участков, пораженных оползнями или угрожаемых в оползневом отношении. К этой же категории относятся и склоны подмыва. Такие склоны находятся в состоянии временного предельного равновесия, которое в любой момент может быть легко нарушено. Тогда возникают оползневые явления и склон оказывается в неустойчивом состоянии.
- Склоны накопления образуются в результате накопления продуктов разрушения горных пород у подножия коренных склонов. Во многих случаях склоны накопления в связи с характером их образования находятся в состоянии предельного равновесия.
Источник