РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ОТ СОБСТВЕННОГО ВЕСА ГРУНТА

Напряжения от собственного веса грунта обычно называют природными (или «бытовыми») и существуют они всегда, независимо от застройки территории.

В грунтовом полупространстве, ограниченном сверху горизонтальной плоскостью z = 0, при горизонтальном напластовании грунтов можно считать, что напряжения зависят только от координаты z (глубины). Если в пределах толщины некоторого слоя грунта объемная масса γ постоянна, то вертикальные нормальные напряжения σ_z будут увеличиваться с глубиной и равны

σ_г= γh . (55)

Горизонтальные и вертикальные площадки являются главными, а горизонтальные нормальные напряжения σ_х и σ_y равны между собой. Горизонтальные смещения отсутствуют.

Исходя из предположения о линейной деформируемости грунта, по закону Гука, в этом случае имеем:

σ_z= ∑γ_i h_i (56)

Частицы грунта, залегающие ниже уровня грунтовых вод, испытывают взвешивающее действие воды (силу Архимеда), поэтому формула (50) будет иметь вид:

σ_г= ((γ_s-γ_w)/(1+e))h , (57)

где γ_s — удельный вес скелета грунта; γ_w — удельный вес воды; е — коэффициент пористости.

По В.А. Флорину, взвешивание имеет место для всех водонасыщенных грунтов, за исключением плотных глин, играющих роль водоупора. В связи с этим эпюра давления σ_z от собственного веса грунта на кровле водоупора имеет скачок (рис. 20), равный γ_wh_в, где h_в — расстояние от уровня грунтовых вод до кровли водоупора.

Рис. 20. Эпюра напряжений σ_г от собственного веса грунта

Горизонтальные напряжения от собственного грунта (см. п.7) можно найти по формуле

σ_x= γhξ = σ_zξ, (58)

где ξ — коэффициент бокового давления.