Критические нагрузки на грунт

Фазы работы грунта под нагрузкой:

Рис

1-ая фаза – фаза уплотнения, работа грунта происходит в условиях обеспеченной плотности.

2-ая фаза – фаза местных сдвигов, при дальнейшем увеличении нагрузки начинается прогрессирующее нарастание осадки, а в краевых зонах – локальное нарушение прочности грунта.

При слиянии этих зон с дальнейшим увеличением давлении образуется уплотнённое ядро. нагрузка, соответствующая 1-ой и 2-ой фазам называется критической.

3-я фаза – фаза выпирания, при достижении Р₅=Р_ПР наступает предельная критическая нагрузка при которой преобладает сдвигающее напряжение τ. Уплотнённое ядро раздвигает окружающий грунт, образуется поверхность скольжения, по которой грунт смещается и происходит выпирание грунта из-под нагруженной площадки, сопровождающее её резким погружением.

Критическое и предельное давление

Рис

Начальное критическое давление: формула Пузыревского:

- пригрузка от слоя грунта с объёмным весом и высотой h расположенного выше плоскости приложения нагрузки.

Начальное критическое давление – нагрузка такой интенсивности, при которой заканчивается процесс уплотнения грунта, и начинает формироваться упругое ядро и площадки сдвига.

Касательное и нормальное напряжение для появляющихся площадок сдвига связаны условием предельного равновесия.

Для идеально связных грунтов

Эта формула используется для определения давления для глинистых грунтов с малым углом внутреннего трения j < 5 ~ 7°

Предельное критическое давление характеризуется таким состоянием грунтов основания, при котором полностью заканчивается развитие областей предельного равновесия.

Сопротивление сдвигу и несущая способность грунта в зонах предельного равновесия в этот момент достигает предельного значения.

Для решения этой задачи используют приближенный прием. Он заключается в том, что задаются такими очертаниями поверхности скольжения, которые практически совпадают с точными. Получают их из результатов численного решения системы дифиренциальных уравнений предельного равновесия.

, где A, B, C – функции угла внутреннего трения, которые берутся из таблиц, q – удельное давление пригрузки, r – радиус площадки.

На основе решения плоской задачи теории предельного равновесия получены выражения для предельной критической нагрузки:

1. для полосообразной нагрузки при связном грунте основания и отсутствии пригрузки , при

2. для полосообразной нагрузки при связном грунте основания и небольшой пригрузки , при

3. для полосообразной нагрузки при сыпучем грунте основания и небольшой пригрузки h/b < 0.5, , при

Значение безразмерных коэффициентов и берутся из таблиц.