Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок сооружений
Опытные исследования показали, что у различных грунтов осадка развивается по-разному. У некоторых грунтов осадка связана лишь с процессом фильтрационной консолидации, у других – фильтрационная консолидация и ползучесть развивается параллельно, у третьих – после завершения фильтрационной консолидации начинается ползучесть грунтов. Процесс развития осадки во времени зависит, главным образом, от следующих факторов:
консолидации грунта;
коэффициента водонасыщения ;
порового давления
;характера приложения нагрузки (одноступенчатая, многоступенчатая).
Поэтому при расчете осадок во времени используют три основные модели грунта:
1) однокомпонентную (или квазиоднофаную) систему частиц;
2) двухкомпонентную (квазидвухфаную) систему частиц;
3) трехкомпонентную (трехфазную) систему частиц.
Квазиоднофазную
модель используют при определении
осадки в песчаных грунтах (влажных,
сухих или водонасыщенных). Квазидвухфазную
модель используют при определении
осадки в пылевато-глинистых водонасыщенных
грунтах. Трехфазная модель является
наиболее общей, и ее используют при
определении осадки в глинистых
водонасыщенных (
)
грунтах с учетом начального порового
давления при начальном градиенте напора
.
Определение осадки для квазиоднофазной модели
Предполагают, что осадка происходит только за счет ползучести скелета грунта при условии полного завершения процесса фильтрационной консолидации. Так как ядро ползучести ( 6 .0) представляет собой скорость ползучести грунта при постоянном единичном напряжении, то ползучесть скажется лишь при протекании осадок во времени, а полня стабилизированная осадка будет иметь прежнее выражение:
,
(6.0)
где
- коэффициент
относительной сжимаемости скелета
грунта при ползучести, вычисляемый по
формуле:
(6.0)
где
-
коэффициенты первичной и вторичной
консолидации грунта.
Так как смогласно формуле ( 6 .0)
,
то, подставляя ( 6 .0) в ( 6 .0), получим выражение для полной осадки:
. (6.0)
В случае действия местной нагрузки вместо величины следует подставить значение эквивалентного слоя .
Определение осадки для квазидвухфазной и трехфазной моделей грунта изложено в учебнике Н.А.Цытовича «Механика грунтов» [2].
Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям
Метод расчета конструкций по предельным состояниям
Процесс развития и совершенствования прочностного расчета строительных конструкций характеризуется тремя основными этапами:
до 1938 года расчет производился по методу допускаемых напряжений;
в 1938 году был разработан метод разрушающих нагрузок, который использовался до 1955 года;
в 1955 году в СНиПы был включен метод предельных состояний, который явился развитием метода разрушающих нагрузок.
Сущность метода
Переход к методу предельных состояний произошел вследствие стремления инженеров уменьшить необоснованный запас прочности сооружений. Основное его отличие от методов допускаемых напряжений и разрушающих усилий состоит в том, что вместо одного коэффициента запаса прочности, учитывающего большое разнообразие факторов, влияющих на прочность и жесткость конструкций, введена гибкая система коэффициентов. Конструкции, рассчитанные по методу предельных состояний, получаются несколько экономичнее.