- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Основы механики грунтов
- •Рецензенты:
- •Оглавление
- •Введение
- •Основные положения Предмет механики грунтов. Вопросы курса механики грунтов
- •Значение предмета «Механика грунтов»
- •Развитие науки «Механика грунтов»
- •Основные понятия и определения
- •Глава 1 Грунты как дисперсные системы физические свойства грунтов
- •Природа грунтов, их состав и строение
- •Структурные связи в грунтах
- •Показатели физического состояния грунтов
- •Плотность грунта естественной структуры
- •Плотность твердых частиц грунта
- •Влажность грунта
- •Гранулометрический (зерновой) состав грунта
- •Вычисляемые показатели физического состояния грунтов
- •Плотность сухого грунта (скелета)
- •Пористость и коэффициент пористости грунта
- •Коэффициент водонасыщения
- •Показатель пластичности глинистых грунтов
- •Показатель текучести глинистых грунтов
- •Степень плотности сыпучих грунтов
- •1.4. Классификация грунтов
- •1.5. Нормативные и расчетные показатели физического состояния грунтов
- •Вопросы для контроля знаний
- •Глава 2 основные закономерности механики грунтов. Механические свойства грунтов
- •2.1. Сжимаемость грунтов. Закон уплотнения грунта
- •2.1.1. Компрессионная зависимость
- •2.1.2. Закон уплотнения грунта
- •2.1.3. Основные деформационные характеристики грунтов
- •2.2. Водопроницаемость грунтов. Закон ламинарной фильтрации
- •2.2.1. Фильтрационные свойства глинистых грунтов
- •2.2.2. Эффективное и нейтральное давление в грунте
- •2.3. Сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона
- •2.3.1. Сопротивление сдвигу идеально сыпучих грунтов
- •2.3.2. Сопротивление сдвигу связных грунтов
- •2.3.3. Испытание грунтов при трехосном сжатии
- •2.4. Полевые методы определения характеристик деформируемости и прочности грунтов
- •Полевые испытания статической нагрузкой (штамповые испытания)
- •Испытания шариковым штампом
- •Полевые испытания статическим зондированием
- •Полевые испытания прессиометром
- •Полевые испытания методом вращательного среза
- •2.5. Нормативные и расчетные значения характеристик деформируемости и прочности грунтов
- •Вопросы для контроля знаний
- •Глава 3 Определение напряжений в грунтах
- •3.1. Напряженное состояние в точке грунтового массива
- •3.2.2. Определение напряжений от действия местной равномерно распределенной нагрузки
- •3.2.3. Определение напряжений методом угловых точек
- •3.4. Влияние неоднородности напластований грунтов на распределение напряжений
- •3.5. Напряжения от действия собственного веса грунта
- •3.6. Распределение напряжений на подошве фундамента (контактная задача)
- •3.6.1. Модель местных упругих деформаций
- •3.6.2. Модель общих упругих деформаций (упругого полупространства)
- •3.6.3. Зависимость осадки грунтов от площади загрузки
- •3.6.4. Эпюры контактных напряжений
- •Вопросы для контроля знаний
- •Глава 4 Деформации Грунтов и расчет осадок оснований сооружений
- •4.1. Виды и природа деформаций грунтов
- •4.2. Определение осадки поверхности слоя грунта от действия сплошной нагрузки (одномерная задача уплотнения)
- •4.3. Методы расчета осадок оснований фундаментов
- •4.3.1. Метод послойного суммирования
- •4.3.2. Метод линейно деформируемого слоя
- •4.3.3. Метод эквивалентного слоя
- •Определение глубины активной зоны сжатия
- •Расчет осадок для слоистого основания
- •4.3.4. Расчет осадок основания с учетом веса грунта, вынутого из котлована
- •4.3.5. Расчет осадок основания во времени
- •Вопросы для контроля знаний
- •Глава 5 Предельное напряженное состояние грунтовых оснований
- •5.1. Фазы напряженного состояния грунтов при возрастании нагрузки
- •5.2. Основные положения теории предельного равновесия
- •Уравнения предельного равновесия
- •5.3. Критические нагрузки на грунты основания
- •5.3.1. Начальная критическая нагрузка. Расчетное сопротивление грунта
- •5.3.2. Предельная нагрузка на грунт
- •Вопросы для контроля знаний
- •Глава 6 Устойчивость Грунта в откосах
- •6.1. Причины нарушения устойчивости откосов и склонов
- •6.2. Устойчивость откоса идеально сыпучего грунта
- •6.3. Устойчивость вертикального откоса в идеально связных грунтах
- •6.4. Общий случай расчета устойчивости откоса
- •6.5. Расчет устойчивости откосов методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения
- •6.6. Устойчивость откосов и склонов по теории предельного равновесия
- •6.7. Меры по увеличению устойчивости откосов
- •Вопросы для контроля знаний
- •Глава 7 Давление Грунта на ограждающие конструкции
- •7.1. Классификация подпорных стен
- •7.2. Понятие об активном и пассивном давлении грунта
- •7.3. Определение давления идеально сыпучего грунта
- •При горизонтальной поверхности засыпки
- •7.4. Учет сцепления при определении активного давления связного грунта (с 0, 0) на вертикальную гладкую подпорную стенку при горизонтальной поверхности засыпки
- •7.5. Учет нагрузки на поверхности засыпки при определении активного давления на подпорную стенку
- •7.6. Учет наклона и шероховатости задней грани подпорной стенки при определении активного давления
- •7.7. Расчет устойчивости подпорных стенок
- •7.8. Определение давления грунта на подпорные стенки методом теории предельного равновесия
- •7.9. Графический метод определения давления грунта на подпорные стенки
- •Вопросы для контроля знаний
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Глоссарий
6.7. Меры по увеличению устойчивости откосов
Если откос не устойчив, необходимо принимать меры по обеспечению его устойчивости. Основными мерами по обеспечению устойчивости откосов являются:
снижение нагрузки на откос - уположение откоса; уменьшение нагрузки на самом откосе или на его бровке;
снижение влажности грунтов в откосе и исключение гидродинамической нагрузки - осушение грунта; организация водоотвода; устройство дренажей;
закрепление грунтов в откосе, чаще всего химическими методами;
создание или восстановление опоры для откоса – устройство противооползневых ограждений; укрепление берегов от подмыва; поддержание откоса подпорной стенкой.
Вопросы для контроля знаний
Что называется откосом и склоном?
Какие причины приводят к потере устойчивости откосов?
Что такое поверхность скольжения?
Что такое призма обрушения?
Чему равен предельный угол откоса сыпучего грунта?
Что называется углом естественного откоса грунта?
Чему равна предельная высота вертикального откоса в связном грунте?
Как определяется коэффициент устойчивости откоса при линейной поверхности скольжения?
Как определяется коэффициент устойчивости откоса при круглоцилиндрической поверхности скольжения?
При каком значении коэффициента устойчивости откос можно считать устойчивым?
Какие задачи об устойчивости откосов могут быть решены методами теории предельного равновесия?
Что такое равноустойчивый откос?
Для чего нужно определять очертание равноустойчивого откоса?
Какие меры могут увеличить устойчивость откоса?
Глава 7 Давление Грунта на ограждающие конструкции
7.1. Классификация подпорных стен
Ограждающие конструкции предназначены для того, чтобы удерживать от обрушения находящийся за ними грунтовый массив. Характерным примером ограждающей конструкции является подпорная стенка – конструкция, широко применяющаяся в промышленном, гражданском, дорожном, гидротехническом и других областях строительства.
Различают следующие конструкции подпорных стен:
по конструктивному исполнению:
гравитационные, устойчивость которых обеспечивается за счет собственного веса конструкции и грунта засыпки. К ним относятся массивные (рис. 7.1, а) и уголковые (рис. 7.1, б) подпорные стены;
гибкие, устойчивость которых обеспечивается за счет заделки нижней части стенки в грунтовом массиве, а также анкерными и распорными конструкциями. К гибким относятся тонкостенные подпорные стенки (рис. 7.1, в, г), «стены в грунте», шпунтовые ограждения;
комбинированные, представляющие собой сочетание уголковой и массивной стенки.
По характеру работы:
жесткие, которые под давлением грунта практически не изгибаются;
гибкие, которые изгибаются, и эпюра давления грунта на стенку зависит от ее деформаций.
По производству работ:
монолитные;
сборные;
сборно-монолитные.
IV. По применяемым материалам:
жесткие подпорные стенки выполняются:
из каменной кладки;
из монолитного бетона;
из железобетона;
из габионов;
гибкие подпорные стенки выполняются:
из дерева;
из металла;
из железобетона.
Кроме подпорных стен к ограждающим конструкциям относятся также стены подвалов и заглубленных частей зданий, стены подземных сооружений и т.п.
Рис. 7.1. Конструкции подпорных стен:
а) массивная; б) уголковая; в) тонкостенная; г) тонкостенная с анкерами