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 = γ h. (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 = γ h ξ = σ _z ξ;, (58)

где ξ — коэффициент бокового давления.