КРИТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ НА ГРУНТ

 

По кривой деформационных напряжений выделяют две критические нагрузки:

I — нагрузка, называемая начальной критической нагрузкой, соответствующая началу возникновения в грунте зон сдвигов и окончанию фазы уплотнения (1-я и 2-я ступени нагружения, см. табл. 6). У ребер подошвы фундамента между касательными и нормальными напряжениями возникают соотношения, приводящие грунт в предельное напряженное состояние.

II — нагрузка, называемая предельной критической нагрузой, при которой под нагруженной поверхностью формируются сплошные области предельного состояния (3-я и 4-я ступени нагружения, см. табл. 6). Грунт полностью исчерпывает свою несущую способность.

Рассмотрим действие равномерно распределенной нагрузки Р на полосе шириной b при наличии боковой нагрузки q = (рис. 18)

Рис. 18. Схема действия полосообразной нагрузки

 

Экспериментально установлено, что предельное равновесие (зона сдвига) зарождается и проявляется у края полосы (по грани фундамента) — концентрация напряжений.

Опуская математические выкладки, при уравнивании Р и Р _кр можно определить конечную величину начальной критической нагрузки. Это формула проф. Пузыревского:

, (51)

 

где с — удельное сцепление, φ — угол внутреннего трения.

Условие предельного равновесия для идеально связанных грунтов . Условием предельного равновесия для такого вида грунтов будет

(52)

 

Подставив значения для главных напряжений при φ ≤ 5 – 7°, получим

. (53)

Вторую критическую нагрузку рассматривают как предельную нагрузку, соответствующую полному исчерпанию несущей способности грунта и сплошному развитию зон предельного состояния.

Расчет ее производят, принимая, что под фундаментом образуются очертания в виде треугольника (жесткое ядро) (рис. 19) при плоской задаче, или конуса — при пространственной задаче.

Рис. 19. Зоны предельного равновесия под ленточным фундаментом

 

Предельное сопротивление грунта

 

, (54)

где — коэффициент несущей способности (табличные по СНиП [ 1 ]), — полуширина полосообразной нагрузки, — боковая пригрузка, с — удельное сцепление.