تعیین تنش های اعمال شده در امتداد پایه پی. تنش عمودی از وزن خود خاک در سطح پایه پی تأثیر شکل و مساحت پی در پلان

480 روبل. | 150 UAH | 7.5 دلار "، MOUSEOFF، FGCOLOR، "#FFFFCC"،BGCOLOR، "#393939");" onMouseOut="return nd();"> پایان نامه - 480 RUR، تحویل 10 دقیقه، شبانه روزی، هفت روز هفته و تعطیلات

ایوانف، آنتون آندریویچ. ارزیابی ظرفیت باربری پی پی های شیاردار بر اساس تجزیه و تحلیل وضعیت تنش توده خاک و داده های تجربی: پایان نامه ... کاندیدای علوم فنی: 05.23.02 / Ivanov Anton Andreevich; [محل حفاظت: Volgogr. حالت ساختمان های معماری دانشگاه].- ولگوگراد، 2013.- 164 ص: بیمار. RSL OD, 61 14-5/653

معرفی

پارامترهای طراحی متغیر .

تدوین اهداف و تعیین وظایف

تعیین فواصل تغییر مقادیر عددی پارامترهای طراحی متغیر مورد استفاده در محاسبه ظرفیت باربری پی پی های شیاردار

بیان مشکل ظرفیت باربری پی شیاردار 12

فصل دوم. محاسبه ظرفیت باربری پی شیاردار بر اساس تجزیه و تحلیل وضعیت تنش خاک در پایه پایه آن با استفاده از روش پتانسیل های پیچیده و داده های تجربی 27

2.1. اطلاعاتی در مورد روش پتانسیل های پیچیده عملکرد نمایش 27

2.2. تعیین ضرایب نمایش

توابع 33

2.3. 48

2.4. روش مهندسی محاسبه ظرفیت باربری پایه فونداسیون شیاردار 60

نتیجه گیری در مورد فصل دوم 65

فصل سوم. تعیین ظرفیت باربری پایه همگن پایه دو شکاف

3.1. ابزار تحقیق ریاضی، توصیف و ویژگی‌های مدل مکانیکی و ریاضی و طرح‌های محاسبه المان محدود برای مدل‌سازی رایانه‌ای فرآیند شکل‌گیری و توسعه نواحی تغییر شکل پلاستیک 67

3.2. تجزیه و تحلیل وضعیت تنش یک پایه همگن یک پی دو شکاف

3.3. تجزیه و تحلیل روند توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در یک پایه همگن یک پایه دو شکاف 77

3.4. روش مهندسی محاسبه ظرفیت باربری پایه همگن پایه دو شکاف 83

نتیجه گیری در مورد فصل سوم 96

فصل چهارم. مطالعات تجربی فرآیند پیدایش نواحی تغییر شکل پلاستیک در پایه یک پایه شکاف با استفاده از مدل‌های ساخته شده از مواد معادل 98

4.1. الزامات مواد معادل و تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی آن 99

4.2. تعیین تجربی اولین بار بحرانی برای پایه شیار مدل 103

یافته های کلیدی 114

فهرست ادبیات استفاده شده

معرفی کار

مرتبط بودن موضوع پایان نامه ظرفیت باربری پایه فونداسیون شیاردار شامل ظرفیت باربری در امتداد پایه و در امتداد سطح جانبی آن است. علاوه بر نیروهای مقاومتی ناشی از اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک، نیروهای مقاومت اضافی در امتداد سطح جانبی و در امتداد پایه پی وارد می‌شوند که ناشی از: نفوذ ملات سیمان کلوئیدی آب به عمق خاک و آن است. سخت شدن بعدی با تشکیل یک لایه نازک خاک-سیمان با پیوندهای کریستالی. انبساط بتن حاوی سیمان پرتلند منبسط در حین سخت شدن نیاز به در نظر گرفتن این نیروها، بهبود روش‌های محاسبه ظرفیت باربری پایه‌های شیاردار را ضروری می‌سازد. مربوط .

هدف از تحقیق پایان نامه به صورت زیر فرموله شده است:

توسعه یک روش مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری پی شیاردار، بر اساس تجزیه و تحلیل وضعیت تنش توده خاک با استفاده از روش‌های تئوری توابع متغیر پیچیده و اجزای محدود و تعیین تجربی کل اصطکاک و چسبندگی. نیروهای بین سطح جانبی پی و توده خاک محصور به طور مستقیم در محل ساخت و ساز در شرایط واقعی مهندسی - زمین شناسی.

برای رسیدن به این هدف، حل وظایف زیر ضروری است:

تجزیه و تحلیل روش های موجود برای محاسبه ظرفیت باربری پایه پایه های شکافی و ادبیات فنی را انجام دهید که بر اساس آن فواصل تغییر در پارامترهای طراحی متغیر برای انجام آزمایش عددی تعیین شود.

یک مدل مکانیکی و ریاضی ایجاد کنید و مقادیر عددی ضرایب تابع نقشه برداری را تعیین کنید که از نگاشت منسجم نیم صفحه با یک برش در مقادیر از پیش تعیین شده نسبت عرض پایه آن به عمق اطمینان حاصل می کند. 2b/h).

شبیه سازی رایانه ای از فرآیند شکل گیری و توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در زیر پایه شکاف دار را انجام دهید که بر اساس نتایج آن وابستگی های گرافیکی و تقریب های تحلیلی آنها را بدست آورید که تعیین ارزش طرح را ممکن می کند. مقاومت و حداکثر بار مجاز مشروط بر اینکه فقط پایه پی در نظر گرفته شود. یک برنامه ماشین حساب کامپیوتری برای خودکارسازی این فرآیند ایجاد کنید.

برای ایجاد و به دست آوردن عنوان عنوان برای یک مدل کاربردی از یک دستگاه برای تعیین در میدان مجموع نیروهای اصطکاک و چسبندگی اعمال شده در امتداد تماس "سطح جانبی پایه شکافدار - توده خاک".

توسعه یک مدل مکانیکی و ریاضی و انجام مدل‌سازی کامپیوتری فرآیند تبدیل حالت تنش و تشکیل و توسعه نواحی تغییر شکل پلاستیک در پایه دو پایه شکاف با استفاده از روش اجزای محدود. وابستگی های گرافیکی و تحلیلی ابعاد OPD به خواص فیزیکی و مکانیکی خاک، ابعاد پی و شدت تأثیر خارجی را بدست آورید. برای ارائه یک روش مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری دو پایه شکافدار، رسمی کردن آن در یک برنامه کامپیوتری - یک ماشین حساب.

انجام مطالعات تجربی در مورد روند شکل گیری و توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در زیر پایه یک پایه شکافدار و مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج مطالعات تحلیلی.

اجرای نتایج تحقیق پایان نامه در عمل ساخت و ساز.

قابلیت اطمینان نتایج تحقیق پایان نامه، نتیجه گیری و توصیه های آن قابل توجیه است:

فرضیه های کاری مبتنی بر اصول اساسی نظریه خطی کشش (روش های نظریه توابع یک متغیر پیچیده و عناصر محدود)، نظریه پلاستیسیته، زمین شناسی مهندسی، علم خاک و مکانیک خاک؛

استفاده از برنامه های کامپیوتری تایید شده ثبت شده در ثبت نرم افزار دولتی به عنوان ابزاری برای تحقیقات نظری.

همگرایی رضایت بخش نتایج آزمایش ها برای تعیین بارهای بحرانی برای مدل های پی پی های شیاردار ساخته شده از مواد معادل با نتایج محاسبات مقایسه ای توده های واقعی خاک با مقادیر مناسب ضریب فشار جانبی خاک با رفتار اینها. اشیاء در طبیعت.

ثبت اختراع RF برای مدل سودمند.

تازگی علمی کار پایان نامه آن است

الگوهای تبدیل میدان های تنش و وقوع فرآیند منشأ و توسعه نواحی تغییر شکل پلاستیک در زیر کف و در امتداد تماس "سطح جانبی فونداسیون شکافدار - خاک" در حین بارگذاری فونداسیون تا رسیدن به بارهای بحرانی ایجاد و مطالعه شده است.

وابستگی های گرافیکی اندازه ها (عمق توسعه زیر پایه و بالا در امتداد تماس پی-خاک) مناطق تغییر شکل پلاستیک بر شدت تأثیر خارجی برای همه مقادیر عددی پارامترهای طراحی متغیر در نظر گرفته شده در پایان نامه برای پایه دو شکاف. تقریب های تحلیلی این وابستگی ها یک پایگاه داده از یک برنامه ماشین حساب کامپیوتری را برای محاسبه ظرفیت باربری پایه دو شکاف تشکیل داد.

برای تعیین ظرفیت باربری کف پایه شیاردار، از روش های تئوری توابع یک متغیر پیچیده استفاده شد که امکان حذف کامل سطح جانبی پایه شکافی را فراهم کرد.

برای تعیین ظرفیت باربری سطح جانبی فونداسیون شیاردار، یک مدل کاربردی از یک دستگاه برای تعیین کل نیروهای اصطکاک و چسبندگی ناشی از تماس "سطح جانبی فونداسیون شکافدار - خاک" در هنگام ریختن بتن توسعه و ثبت شده است. بدون قالب؛

یک روش مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری پایه فونداسیون شیاردار، بر اساس استفاده از یک دستگاه ثبت اختراع و یک برنامه ماشین حساب کامپیوتری برای محاسبه ظرفیت باربری پایه پایه یک پایه شکاف، توسعه داده شده است.

اهمیت عملی کار . کار پایان نامه بخشی از تحقیقات علمی است که در بخش های "ریاضیات کاربردی و علوم کامپیوتر" و "مهندسی هیدرولیک و کارهای زمینی" دانشگاه دولتی مهندسی عمران ولگا در سال های 2010-2013 انجام شده است.

نتایج به دست آمده در حین کار بر روی پایان نامه می تواند باشد استفاده برای :

محاسبه ظرفیت باربری پایه یک فونداسیون شیاردار با طیف گسترده ای از تغییرات در مقادیر عددی پارامترهای طراحی متغیر، از جمله ابعاد هندسی فونداسیون و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک های پی.

تعیین آزمایشی مستقیماً در محل ساخت و ساز کل نیروهای اصطکاک و چسبندگی که در امتداد سطح جانبی آن هنگام بتن ریزی بدنه فونداسیون با غافلگیری بدون قالب ایجاد می شود.

محاسبه ظرفیت باربری پایه یک پایه دو شکاف برای مقادیر مختلف ابعاد هندسی آن و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی توده خاک محصور.

ارزیابی اولیه ظرفیت باربری پایه های پایه های شکاف دار در مرحله طراحی اولیه.

ارزیابی خطای احتمالی در محاسبه ظرفیت باربری روی سطح جانبی پایه شیاردار با استفاده از روش‌های شناخته شده با استفاده از دستگاهی که توسط نویسنده ثبت شده است.

تایید کار. نتایج اصلی تحقیق انجام شده توسط نویسنده کار پایان نامه گزارش، مورد بحث و بررسی قرار گرفت و در مواد: کنفرانس های علمی و فنی سالانه معلمان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی و دانشجویان دانشگاه دولتی معماری و مهندسی عمران ولگوگراد (ولگوگراد) منتشر شد. ، VolgGASU، 2010-2013)، کنفرانس علمی و فنی همه روسی "مکانیک خاک در ژئوتکنیک و مهندسی پی" (Novocherkassk, SRSTU-NPI, 2012). سوم کنفرانس بین المللی علمی و فنی "مسائل مهندسی علم مصالح ساختمانی، ژئوتکنیک و ساخت و ساز جاده" (Volgograd, VolgGASU, 2012); سمینار علمی و عملی تمام اوکراینی با حضور متخصصان خارجی "مشکلات مدرن ژئوتکنیک" (اوکراین، پولتاوا، PNTU به نام یو. کوندراتیوک، 2012). در سمینارهای علمی بخش های "ریاضیات کاربردی و علوم کامپیوتر" و "مهندسی هیدرولیک و کارهای زمینی" VolgGASU (Volgograd، VolgGASU، 2010-2013).

توسعه و تدوین مدل‌های مکانیکی و ریاضی و طرح‌های محاسبه روش‌های تئوری توابع یک متغیر مختلط و FEM اشیاء مورد مطالعه (ضرایب تابع نقشه‌برداری، شرایط مرزی، ابعاد، نوع، درجه گسسته‌سازی).

انجام مدل‌سازی کامپیوتری فرآیندهای شکل‌گیری و توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در پایه‌های شکاف و پایه دو شکاف، پردازش، تجزیه و تحلیل و سیستم‌بندی نتایج به‌دست‌آمده، ساخت وابستگی‌های گرافیکی و توصیف تحلیلی آنها.

انجام جستجوی ثبت اختراع، تجزیه و تحلیل نتایج آن، توسعه یک مدل کاربردی و ثبت اختراع آن؛

توسعه روش های مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری پایه های شکاف دار و دو شکاف.

تشکیل پایگاه های داده و توسعه برنامه های ماشین حساب کامپیوتری که برای ارزیابی ظرفیت باربری پایه های شکافی طراحی شده اند.

اجرای نتایج کار پایان نامه در عمل ساخت و ساز در مرحله طراحی.

برای دفاع ارسال شد :

مدل‌های مکانیکی و ریاضی و طرح‌های محاسباتی روش‌های تئوری توابع یک متغیر مختلط و روش اجزای محدود اجسام مورد مطالعه.

الگوهای ایجاد شده در فرآیند تشکیل و توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در زیر کف و در امتداد سطح جانبی پایه های شکافدار.

تکنیکی برای حذف سطح جانبی فونداسیون شیاردار بر اساس استفاده از روش‌های تئوری توابع یک متغیر مختلط.

یک مدل مفید از دستگاه برای تعیین کل نیروهای اصطکاک و چسبندگی ناشی از تماس "سطح جانبی پایه شکافدار - خاک" هنگام ریختن بتن بدون قالب.

یک روش مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری پایه شکافدار و یک برنامه ماشین حساب کامپیوتری برای تعیین ظرفیت باربری سطح جانبی آن.

یک روش مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری پایه دو شیار و یک برنامه کامپیوتری-ماشین حساب که آن را رسمی می کند.

نتایج پیاده سازی نتایج کار پایان نامه در عمل ساختمانی.

نتایج تحقیقات علمی اجرا می شود:

هنگام تعیین ظرفیت باربری پایه پایه های یکپارچه ساخته شده در برابر خاک در محل: "ساختمان غذاخوری در خیابان. Barrikadnaya، خانه 11، در روستا. موانع قرمز منطقه ایکریانینسکی منطقه آستاراخان" در مرکز مهندسی NPF LLC "YUGSTROY".

هنگام توسعه پروژه ها و ساخت بخش زیرزمینی ساختمان ها و سازه های ساخته شده با استفاده از فناوری "دیوار در خاک"، به ویژه: هنگام طراحی مجتمع اداری "Business Park" در شهر Perm، حصار کشی منطقه ساحلی یک جزیره مصنوعی در منطقه آبی رودخانه کاما (منطقه پرم).

در فرآیند آموزشی در بخش "هیدرولیک و کارهای زمینی" دانشگاه دولتی معماری و مهندسی عمران ولگوگراد.

انتشارات . مفاد اصلی پایان نامه در 8 مقاله علمی منتشر شد که دو مورد از آنها در نشریات علمی معتبر و 1 حق ثبت اختراع فدراسیون روسیه برای یک مدل کاربردی منتشر شد.

ساختار و محدوده کار . پایان نامه شامل یک مقدمه، چهار فصل، نتیجه گیری کلی، فهرست منابع 113 عنوان و ضمیمه می باشد. حجم کل کار 164 صفحه متن تایپ شده شامل 114 صفحه متن اصلی شامل 145 تصویر و 14 جدول است.

ویژگی های فناوری ساخت، بهره برداری و محاسبه ظرفیت باربری پی های شکاف دار در خاک های منسجم

به طور معمول، توسعه گودال ها و ترانشه ها برای پایه های پیش ساخته ستونی و نواری توسط یک بیل مکانیکی انجام می شود و به دنبال آن تمیز کردن دستی سطوح زیرین و جانبی انجام می شود. بنابراین ، برای این بنیادها ، بار محاسبه شده فقط از طریق پایه آنها به بنیاد خاک منتقل می شود. مقاومت خاک پشتی در محاسبه در نظر گرفته نمی شود.

برعکس، در خاک‌هایی با ترکیب طبیعی، به‌ویژه خاک‌های منسجم کم رطوبت، استفاده از پایه‌های شیارهای یکپارچه با سطح کار جانبی توسعه‌یافته بسیار امیدوارکننده است. هنگام ساخت چنین پی‌هایی، نیازی به پرکردن ترانشه‌ها و گودال‌ها نیست که این امر امکان ظهور نیروهای اصطکاک و چسبندگی قابل‌توجهی را بین توده خاک فراهم می‌کند که در ساخت پی‌های معمولی در گودال‌های روباز امکان‌پذیر نیست.

کارایی بالای کاربرد توسط پی های شیاردار نشان داده می شود که یک یا سیستمی از ترک های باریک موازی در زمین هستند که در فضا با بتن پر شده است که توسط یک گریلاژ در یک پایه مشترک برای جذب بار از قسمت بالای زمین ترکیب می شوند. از ساختمان ساخت شکاف ها را می توان با برش با مته یا شکاف کاتر انجام داد و در صورت عمق زیاد فونداسیون شیار به روش دیوار در خاک ساخت.

بار خارجی در امتداد سطح جانبی پایه شکافدار، در امتداد پایه و در امتداد پایه دال گریلاژ، در صورت وجود، به پایه خاک منتقل می شود.

در صورت ترکیب دو یا چند پی شیاردار در یک پی، توده خاک محصور در بین دیوارها نیز در کار گنجانده شده است که به دلیل آن بار در سطح انتهای پایین دیوارها به صورت صفحه ای منتقل می شود.

ظرفیت تحمل چنین پایه ای به فاصله بین دیوارها بستگی دارد. در این صورت می توان خاک محصور بین دیوارها، خود دیوارها و گریلاژ را با هم به عنوان پی بتنی – خاکی بر روی پی طبیعی که ارتفاع آن برابر با ارتفاع دیوارها است، در نظر گرفت. اگر قسمتی از بار خارجی توسط دیوارهای بیرونی منتقل شود، این شرایط منجر به افزایش عرض پی بتنی-خاک معمولی می شود که بارها را به خاک های پی منتقل می کند.

باید توجه ویژه ای به مسئله انتقال بار در امتداد سطح جانبی یک بنیاد شکاف جدا شده داشته باشد. این کار بیان می کند که پی های شیاردار بر اساس ظرفیت باربری خاک های پی باید بر اساس عبارت N Fdlyk، (1.1) محاسبه شود که در آن: Fd ظرفیت باربری خاک پی است. y = 1.2، اگر ظرفیت باربری پایه توسط نتایج آزمایشات میدانی مطابق با GOST تعیین شود و y = 1.4، اگر ظرفیت باربری با محاسبه تعیین شود. n بار طراحی منتقل شده به بنیاد ، KN. ظرفیت باربری پی شیاردار (SF) با مقطع مستطیلی که بر روی بار فشاری محوری مرکزی کار می کند و بر روی یک پایه تراکم پذیر قرار می گیرد، اگر سطح جانبی آن چندین لایه موازی خاک پی را قطع کند، می توان با فرمول تعیین کرد: : شما = 1 - کار بنیاد ضریب شرط ؛ USG - ضریب شرایط کار پوند تحت پایه بنیاد ، با در نظر گرفتن مقدار 1.0 ؛ 0.9; 0.4 هنگام ایجاد ترانشه خشک با سطل بکهو، هنگام توسعه ترانشه با سطل سطل مسطح خشک یا در زیر محلول رسی با حذف لجن از کف ترانشه، و هنگام توسعه ترانشه با سطل سطل تخت در زیر خاک رس. محلول بدون برداشتن لجن از پایین سنگر به ترتیب. R مقاومت محاسبه شده یک پوند در زیر پایه بنیاد ، (KPA) است که مطابق جدول شماره 3.1 گرفته شده است (ص 63). الف - مساحت پایه پایه، (متر)؛ U - محیط پی، (m)؛ YCT ضریب شرایط عملکرد پوند در امتداد سطح جانبی بنیاد است و مقدار 0.8 را در اختیار دارد. 0.7 و 0.6 هنگام بتن ریزی یک ترانشه خشک در لوم، خاک رس و هنگام بتن ریزی یک ترانشه تحت حفاظت محلول رسی برای همه خاک ها به ترتیب یا به طور تجربی مشخص شده است. /I - مقاومت محاسبه شده لایه یکم پوند در سطح جانبی پایه شکافدار، (kPa)، مطابق جدول شماره 3.2 (ص. 63)، اما نه بیشتر از bOkPa. h\ ضخامت لایه پوند i در تماس با سطح جانبی شالوده شکاف، (m) است.

فرمول ها و جداول مشابهی در اسناد توسعه یافته در NIIOSP به نام ارائه شده است. N.M. Gersevanova. فرمول (1.2) خود قانع کننده به نظر می رسد و استفاده از آن کاملاً منطقی است. از این فرمول مشخص می شود که محموله ای که توسط فونداسیون شیاردار به فونداسیون منتقل می شود به دو قسمت تقسیم می شود: قسمت اول از طریق پایه فونداسیون و قسمت دوم از طریق سطح جانبی آن منتقل می شود. ادبیات ویژه و نظارتی داده هایی را در مورد توزیع کسری ظرفیت باربری پایه های شکافدار در امتداد پایه و سطح جانبی آنها ارائه می دهد.

مدل‌سازی رایانه‌ای فرآیند منشأ و توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در فونداسیون زیر کف پایه شکافدار

بازگشت به بررسی شکل. 2.6، می بینیم که روش پیشنهادی نتایج کافی را به دست می دهد: خطوط ایزوله تنش های az و محور معمولی در فاصله ای از بریدگی موازی با سطح روز توده خاک می شوند. نسبت مقادیر عددی این تنش ها در نقاط مربوطه، تقریباً همانطور که باید باشد برابر با مقدار ضریب فشار جانبی خاک (aJoz "=0.75) است. خطوط ایزوله تنش های مماسی tgx شکل کلاسیک "پروانه" دارند، مقادیر عددی آنها در نقاطی که روی محور تقارن طرح طراحی قرار دارند برابر با صفر است.

مدل‌سازی رایانه‌ای فرآیند منشأ و توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در فونداسیون زیر کف پایه شکافدار

قبل از شروع مطالعه، منابع ادبی متعددی به‌ویژه آثار مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به داده‌های ارائه شده در آنها مشخص شد که عمق پی‌گذاری شکاف‌ها می‌تواند در محدوده 2 متر و 43 متر متغیر باشد. مقادیر معمولی نسبت عرض پایه شکاف به عمق تخمگذار آن 2Mz = 0.03;0.13;0.27;0.4 است.

با توجه به داده های ارائه شده در فصل اول پایان نامه، که بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل اسناد تنظیمی و منابع ادبی است، ویژگی های مقاومت خاک منسجم در محدوده های زیر متفاوت است: زاویه اصطکاک داخلی p = kPa.

با در نظر گرفتن این شرایط، معلوم شد که مقدار کاهش فشار اتصال، محاسبه شده با فرمول از - C(yhtg(p) \ در بازه ссв = .

برای اینکه تابع نقشه برداری (2.5) یک مدل ریاضی از پی یک پی شیاردار با طیف وسیعی از مقادیر عددی برای نسبت عرض پی به عمق آن 2b/h ارائه کند، از مقادیر عددی ضرایب تابع نگاشت (2.6) ارائه شده در جدول شماره 2.5.

محاسبات برای تعیین مقدار مقاومت طراحی پایه یک پایه شیاردار با استفاده از برنامه های کامپیوتری ASV32 و "Stability. (وضعیت تنش-کرنش)" در ایالت ولگوگراد توسعه یافت

نواحی تغییر شکل پلاستیک در پایه پایه شکاف در زمان شروع (الف)، توسعه (ب) و در لحظه رسیدن به حداکثر بار مجاز (بسته شدن حداکثر بار مجاز) (ج) دانشگاه معماری و عمران، برای تمام ترکیبات ممکن از مقادیر عددی پارامترهای طراحی متغیر 2b/h، osv و f. در شکل 2.10، به عنوان مثال، مناطقی از تغییر شکل های پلاستیکی در پایه یک پایه شکافی را در هنگام شروع، توسعه و در لحظه رسیدن به حداکثر بار مجاز (بستن حداکثر بار مجاز) نشان می دهد.

در شکل 2.11، به عنوان واضح ترین، وابستگی های گرافیکی به شکل AZ=J، AZe را نشان می دهد.

با توجه به محدودیت های اتخاذ شده در فصل اول برای تغییر مقادیر عددی پارامترهای طراحی متغیر، برای دستیابی به هدف تعیین شده در پایان نامه، لازم است 1024 عملیات محاسباتی برای تعیین اندازه نواحی تغییر شکل پلاستیک انجام شود. پایه یک پایه دو شیار.

نتیجه این فصل باید یک روش مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری پایه همگن یک پایه دو شکاف باشد که بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل وضعیت تنش آن و فرآیند تشکیل و توسعه مناطق توسعه یافته است. تغییر شکل پلاستیک در ناحیه فعال فونداسیون.

زیر در شکل 3.3 3.5 تصاویر ایزولین های بی بعد (در کسری از y/g) از سه مولفه تنش az ارائه شده است. تبر و tzx در یک پایه همگن از پایه های دو شیار با عرض های مختلف (2/ = 0.8/g؛ 0.4/?؛ 0)، با عمق یکسان، در لحظه بسته شدن مناطق تغییر شکل پلاستیک، یعنی در لحظه شدت بار خارجی توزیع شده یکنواخت حداکثر مقدار مجاز آن (یا در لحظه از دست دادن پایداری پایه). توجه داشته باشید که در حالت دوم، در L=0 (نگاه کنید به شکل 3.2)، شالوده دو شیار به یک شکاف تک شیار (یا پایه شیار ساده) با عرض دو برابر تبدیل می‌شود.

تعیین تجربی اولین بار بحرانی برای مدل پی شکاف

ابعاد خارجی فرم 30*30 سانتی متر و عرض آن 3.4 سانتی متر است. ابعاد داخلی به ترتیب 28x28 سانتی متر و 2 سانتی متر است. فرم از پلکسی گلاس به ضخامت 7 میلی متر ساخته شده است و عناصر آن با 13 پیچ فلزی به هم بسته می شوند. درج مهرهای ساخته شده از شیشه ارگانیک، نشان دهنده 105 مدل پایه های شکافدار، با ارتفاع 15 سانتی متر، عرض 1.2 سانتی متر و ضخامت 2 سانتی متر ساخته شده است. آخرین اندازه برابر با ضخامت مدل در حال ساخت است. مدل‌ها با عمق برش متغیر شکل گرفتند، به طوری که امکان شبیه‌سازی پی شیار با نسبت عرض آن به عمق فونداسیون 2Mz3=0,l وجود داشت. 0.15; 0.2; 0.25 و 0.3.

قسمتی از درج مهر که در بالای سطح مدل قرار دارد برای پشتیبانی از دینامومتر DOSM-3-1 استفاده می‌کند که میزان نیروی انتقال یافته به مدل پایه را که توسط یک پیچ عمودی ایجاد می‌شود، اندازه‌گیری می‌کند.

قبل از آزمایش، کل مهر و موم به دقت با ژله نفتی فنی روغن کاری شد تا تأثیر نیروهای اصطکاک از بین برود.

ماهیت آزمایش به شرح زیر بود.

از ژلاتین-ژل CS با غلظت وزنی ژلاتین برابر با 15%، 30% و 45%، چهار دسته از پنج مدل پایه فونداسیون شیاردار به صورت متوالی تولید شد (شکل 4.2a)، با نسبت عرض 2&/A3=0. l;0.15 ; 0.2; و 0.3.

سپس این مدل‌ها از طریق درج تمبر با یک بار عمودی و به طور مساوی بارگذاری شدند تا زمانی که ترک‌های ریز به وضوح در لبه‌های پایینی درج تمبر قابل مشاهده باشند - نشانه‌ای از آغاز تخریب (شکل 4.4). مقادیر بار مربوطه به عنوان مقداری که در آن نواحی حالت حدی شروع به تشکیل در مواد مدل پایه شکاف می‌کنند، ثبت و در نظر گرفته شدند. برای مقدار اولین بار بحرانی.

میانگین حسابی پنج (برای هر دسته از مدل‌ها با مقدار مشابه 2b/h3) مقدار q3 به عنوان نتیجه آزمایش برای این دسته در نظر گرفته شد. پنج عدد از این قبیل مقادیر تجربی به دست آمد. آنها در جدول شماره 4.2 ارائه شده اند.

همین جدول مقادیر بارهای مربوطه را بر اساس محاسبات انجام شده با استفاده از برنامه رایانه ای "پایداری" نشان می دهد. حالت استرس-فشار "، در ولگگاسو توسعه یافته است. توجه داشته باشید که تمام محاسبات با ضریب فشار جانبی پوند = 0.75 انجام شده است که مقدار متوسط برای خاک های رسی است.

تفسیر گرافیکی داده های تجربی و نظری در قالب وابستگی هایی مانند q3=f و روش اجزای محدود.

مقایسه نواحی تغییر شکل های پلاستیکی ساخته شده بر اساس نتایج محاسباتی (شکل 4.6) برای لحظه شروع آنها، و OPD برای این مورد مورد بررسی، نشان داده شده در شکل. 4.6c ، ما هویت عملی آنها را می بینیم. opd- شکل. 4.6. نواحی تغییر شکل پلاستیک در پایه مدل پایه شکاف، ساخته شده از تنش های محاسبه شده با استفاده از MTFKP (a; b) و با استفاده از روش اجزای محدود (c)

در نتیجه، می‌توان ادعا کرد که داده‌های تجربی به‌دست‌آمده با داده‌های به‌دست‌آمده از محاسبه با درجه‌ای از دقت کافی برای تمرین مهندسی منطبق است. این دلیلی را برای این باور ایجاد می کند که روش مهندسی برای محاسبه ظرفیت باربری پایه شکاف توسعه یافته در VolgGASU را می توان برای استفاده عملی توصیه کرد.

1. ظرفیت باربری پایه شیاردار روی زمین با مجموع ظرفیت باربری سطح جانبی و پایه آن تعیین می شود. اصطلاح اول با خواص فیزیکی و مکانیکی توده خاک محصور، شرایط هیدروژئولوژیکی محل ساخت و ساز، ابعاد هندسی پی، خواص فیزیکی و شیمیایی بتن، درجه نفوذ آب کلوئیدی تعیین می شود. -محلول سیمان به لایه های سطحی خاک شیب های گودال (ترانشه)، تکنولوژی ساخت فونداسیون و غیره. ترم دوم به شکل و اندازه کف پا و FMSG بستگی دارد. بنابراین، می توان ظرفیت باربری در امتداد پایه پی را بر اساس تجزیه و تحلیل وضعیت تنش-کرنش توده خاک با استفاده از FEM و MTFKP و ظرفیت باربری در امتداد سطح جانبی - از طریق مطالعات تجربی به طور مستقیم در زمین تعیین کرد. سایت ساخت و ساز

2. بر اساس روش های تئوری توابع یک متغیر پیچیده، وابستگی های گرافیکی و تقریب های تحلیلی مربوطه به دست می آید که امکان تعیین ظرفیت باربری در امتداد پایه یک پایه شکافی را برای همه ترکیبات ممکن مقادیر عددی ممکن می سازد. پارامترهای طراحی مورد استفاده در کار پایان نامه. این نتایج یک پایگاه داده از یک برنامه ماشین حساب کامپیوتری را تشکیل می دهد که به شما امکان می دهد فرآیند محاسبه بخشی از ظرفیت باربری قابل انتساب به پایه پایه را خودکار کنید.

3. دستگاهی توسعه یافته و به ثبت رسیده است که در شرایط واقعی مهندسی-زمین شناسی یک سایت ساخت و ساز خاص، امکان تعیین حداکثر مقادیر نیروهای اصطکاک و چسبندگی خاص را که بر روی سطح جانبی پایه های یکپارچه تولید شده بدون قالب در برابر اعمال می شود، تعیین می کند. خاک.

ما فشارهای عمل در امتداد پایه بنیاد را با استفاده از فرمول ها (4.1) - (4.3) محاسبه می کنیم. ما محاسبات را به صورت جدولی ارائه می دهیم (جدول 1).

روی میز 1 γ f = 1.1 - ضریب ایمنی برای بار به وزن دیواره ؛

γ f = 1.2 - همان ، به فشار فعال خاک.

میز 1

نیروی استاندارد، kN	نیروی طراحی، kN	شانه، م	لحظه، kNm
G st = . . (6 - 1.5). 24 = 175	خیابان جی = 1,1 . 175 = 192,5	0,1	- 19,3
G f = (1.5.3 -.24 = 103.3	G f= 1,1 . 103,3 = 113,6	0,05	+ 5,7
E ag = 267.8	E ag = 1.2. 267.8 = 321.4	2,4	+ 771,3
E av = 51,3	Eآ V = 1,2 . 51,3 = 61,6	1,15	- 73,9
E n = 18.5	E n = 1. 18.5 = 18.5	0,5	- 9,3

مقیاس خطی: 1 ¸…..

مقیاس فشار: 1…..

برنج. 9 ساخت Poncelet. مثال محاسبه

گشتاورهای مربوط به محورهای عبوری از مرکز ثقل پایه پی را محاسبه می کنیم (نقطه O در شکل 10). نتایج فعال و منفعل E nدر سطح مرکز ثقل نمودارهای شدت فشار به دیوار فشار وارد می کنیم. وزن دیوار و فونداسیون در مرکز ثقل عنصر مربوطه قرار دارد.

بازوهای نیروها را می توان بر اساس نقشه مقیاس بندی کرد یا به صورت تحلیلی یافت.

مجموع نیروهای عمودی محاسبه شده N 1 = 192.5 + 113.6 + 61.6 = 367.7 کیلونیوتن.

مجموع لحظات نیروهای طراحی M 1= - 19.3 + 5.7 + 771.3 - 73.9 - 9.3 = 674.5 kNm.

مساحت و ممان مقاومت پایه پی دیوار طبق فرمول های (4.4) و (4.5)

الف = ب . 1 = 3 . 1 = 3 متر مربع؛

W = = 1.5 متر 3.

میانگین p= = = 122.6 کیلو پاسکال؛

р ma x = 572.3 کیلو پاسکال، р min =- 327.1 کیلو پاسکال.

برنج. 10. مقطع دیوار، نیروهای وارد بر آن و نمودار تنش در امتداد پایه پی

نمودارهای تنش در امتداد پایه دیوار در شکل نشان داده شده است. 10.

بیایید ولتاژهای پیدا شده را با مقاومت محاسبه شده مقایسه کنیم:

p av = 122,6 < = 631,4 кПа;

p m تبر = 572,3 < = 757,7 кПа;

р min =- 327,1 < 0

از بین سه شرط، شرط آخر محقق نمی شود، یعنی. تنش های کششی در امتداد لبه پشتی کفی اعمال می شود که مجاز نیست.

محاسبه پایداری دیوار در برابر واژگونی و جابجایی در امتداد پایه پی

محاسبه پایداری در برابر واژگونی مطابق با فرمول (4.7) انجام می شود. لحظه های نگه داشتن و واژگونی را به صورت جدولی محاسبه می کنیم (جدول 2).

جدول 2

روی میز 2 لحظه نسبت به قسمت جلوی پایه دیوار محاسبه می شود (نقطه O 1 در شکل 10) ، γ F = 0.9 عامل ایمنی برای بار به وزن دیوار است.

1,38 > = 0,73,

آن ها شرط (4.7.) برآورده نمی شود.

محاسبه پایداری دیوار در برابر برشی در امتداد پایه پایه مطابق با فرمول (4.8) با استفاده از داده ها انجام می شود

نیروی برشی r 1 = E ag – E p = 321.4 – 18.5 = 302.9 kN.

نیروی نگهدارنده z 1 = Ψ (G c t + G f + E aw) = 0.3 . (157.5 + 93 + 61.6) = 93.6 کیلونیوتن.

در اینجا Ψ = 0.3 ضریب اصطکاک سنگ تراشی روی زمین است (جدول 8، پیوست 2):

3,24 > = 0,82,

آن ها شرط (4.8) برآورده نمی شود.

بررسی موقعیت نتیجه

محاسبه M II و N II طبق فرمول (4.9) با فاکتورهای ایمنی بار = 1 با استفاده از داده های جدول انجام می شود. 1.

عجیب و غریب

e 0 = = = 1.68 متر;

0.5 متر؛

3,36 > = 0,8

آن ها و این چک انجام نمی شود.

بررسی های انجام شده نشان داد که دیوار حائل ارائه شده در واگذاری اکثر الزامات تعیین شده توسط مقررات ساختمانی را برآورده نمی کند. دیوار باید دوباره طراحی شود. چندین راه برای دستیابی به انطباق با الزامات استاندارد وجود دارد:

عرض پایه دیوار را افزایش دهید.

شیب را تغییر داده و زبری صورت عقب دیوار را افزایش دهید.

دیوار را عظیم تر کنید.

فشار فعال را با تعویض پشتی با خاک با زاویه بزرگی از اصطکاک داخلی و غیره کاهش دهید.

برنامه های کاربردی

تکلیف درسی

"محاسبه دیوار نگهدارنده"

توضیحات برای انتخاب یک کار

معلم کد واگذاری چهار رقمی را به دانش آموز می دهد.

شماره اول گزینه ابعاد دیوار را نشان می دهد (جدول 1).

مورد دوم نوعی از خصوصیات خاک برگشتی است (جدول 2).

سوم نوعی از خصوصیات خاک در زیر پایه پایه است (جدول 3).

گزینه چهارم یک بار یکنواخت توزیع شده بر روی سطح پشتی است (جدول 4).

به عنوان مثال ، به دانش آموز کد 1234 داده می شود. این بدان معنی است که دانش آموز ، طبق جدول. 1 طول می کشد = 1 متر; b = 3 متر و غیره؛ مطابق جدول 2 γ сс = 19 ; φ = 29 درجه و غیره؛ مطابق جدول 3 خاک - ماسه درشت ، γ сs = 19.8 ؛ ω = 0.1 و غیره؛ مطابق جدول 4 q = 50 کیلو پاسکال.

در شکل شکل 11 سطح مقطع دیوار حائل را با حروف تعیین ابعاد نشان می دهد که مقادیر آنها باید از جدول گرفته شود. 1.

برنج. 11. مقطع دیوار نگهدارنده

داده های اولیه برای کار دوره

میز 1

ابعاد دیوار

نام	تعیین ها	بعد، ابعاد، اندازه	گزینه ها

عرض بالا		متر		1,2	1,4	1,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,4	1,6
عرض زیره	ب	متر				5,5	2,5	3,5	4,5	5,5	3,5	4,5
ارتفاع	ن	متر
عمق تخمگذار	د	متر	1,5		2,5		1,5		2,5		1,5
شیب عقب	ε	تگرگ							- 2	- 4	-6	-8

خصوصیات خاک برگشتی

جدول 2

نام

تعیین ها

بعد، ابعاد، اندازه

گزینه ها

وزن مخصوص

γ zas

kN/m 3

زاویه اصطکاک داخلی

تگرگ

زاویه اصطکاک خاک در مقابل صورت پشت دیوار

تگرگ

شیب سطح پشت پرکن

تگرگ

- 2

- 4

- 6

- 8

- 10

خصوصیات خاک در زیر پایه دیوار

جدول 3

نام	تعیین ها	بعد، ابعاد، اندازه	گزینه ها

پرایمینگ	-	-	ماسه ریز	شن درشت	لوم شنی	خاک گلدانی	خاک رس
وزن مخصوص	γ	kN/m 3	18,5	19,2	19,8	19,0	20,2	20,1	18,3	21,4	21,0	21,8
رطوبت		-	0,2	0,23	0,1	0,19	0,2	0,2	0,45	0,16		0,14
وزن مخصوص ذرات جامد	γ s	kN/m 3	26,4	26,6	26,8	26,5	26,7	26,8	26,0	27,3	27,5	27,6
قدرت تسلیم		-	-	-	-	-	0,24	0,24	0,54	0,24	0,33	0,34
محدودیت نورد		-	-	-	-	-	0,19	0,19	0,38	0,14	0,15	0,16

جدول 4

تکالیف فقط شامل داده های اولیه است که با کد دریافت شده از معلم مطابقت دارند.

دیوار نگهدارنده مطابق با ابعاد مشخص شده به مقیاس کشیده می شود.

تکلیف طراحی دیوار حائل جایگزین صفحه عنوان کار دوره نمی شود.

نمونه طراحی

موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای

اجازه دهید، به عنوان مثال، محاسبه پایه آزاد با بارگذاری غیرعادی را در نظر بگیریم (نمودار با نمادهای پذیرفته شده اصلی را ببینید).

تمام نیروهای وارد بر لبه پی در صفحه پایه پی N, T, M به سه جزء کاهش می یابد.

اقدامات محاسبه به ترتیب زیر انجام می شود:

1. مؤلفه های N، T، M را تعیین می کنیم که در کلی ترین حالت می توان آنها را به صورت زیر نوشت:

2. با تعیین ابعاد فونداسیون، مانند فونداسیون با بار مرکزی - (تقریبا I) و با دانستن مساحت آن - A، تنش های لبه آن را P max، min می یابیم. (فرض می کنیم که پی برای برش پایدار است).

از مقاومت مصالح برای سازه های تحت فشار با خمش مشخص می شود که:

برای یک فونداسیون مستطیلی، زیره را می توان نوشت:

سپس، با جایگزینی نماد پذیرفته شده به فرمول قدرت استحکام، به دست می آوریم:

جایی که ℓ اندازه بزرگتر پی است ( طرفی از پی که در صفحه آن ممان عمل می کند).

- بر اساس داده های محاسباتی، ساختن نمودارهای تنش های تماسی در زیر پایه فونداسیون که عموماً در نمودار ارائه شده اند، دشوار نیست.

با توجه به SNiP، محدودیت هایی در مقادیر تنش های لبه ارائه شده است:

P min / P max ≥ 0.25 - در حضور بار جرثقیل.
P min / P max ≥ 0 - برای همه پایه ها، به عنوان مثال. پاره کردن کفی غیر قابل قبول است.

در شکل گرافیکی، این محدودیت های تنش در زیر پایه یک فونداسیون با بار خارج از مرکز (1، 2) اجازه استفاده از دو نمودار آخر تنش های تماسی نشان داده شده در نمودار را نمی دهد. در چنین مواردی، محاسبه مجدد فونداسیون با تغییر در ابعاد آن مورد نیاز است.

لازم به ذکر است که R بر اساس شرایط توسعه مناطق تغییر شکل پلاستیک در دو طرف پی تعیین می شود، در حالی که در صورت خروج از مرکز (e) تغییر شکل های پلاستیکی در یک طرف ایجاد می شود. بنابراین، محدودیت سوم معرفی می شود:

P max ≤1.2R - در حالی که P av ≤ R.

اگر پایه پایه پاره شود، یعنی. Р دقیقه< 0, то такие условия работы основания не допустимы (см. нижний рисунок). В этом случае рекомендуется уменьшить эксцентриситет методом проектирования несимметричного фундамента (смещение подошвы фундамента).

بخش ها

آدرس دائمی این فصل: website/learning/basesandfoundations/Open.aspx?id=Chapter3

جایی که ب- ضریب بی بعد برابر 0.8؛

szp، i منلایه خاک از فشار در امتداد پایه پایه pII، برابر با نیمی از مجموع ولتاژهای نشان داده شده در بالا زی- 1 و پایین zi

szу,i- مقدار متوسط تنش نرمال عمودی در منلایه هفت خاک از وزن خود که هنگام حفاری یک گودال بنیادی انتخاب شده است ، برابر با نیمی از مجموع فشارهای نشان داده شده در بالا زی- 1 و پایین ziمرزهای لایه که به صورت عمودی از مرکز پایه پایه عبور می کند.

سلامو Еi- به ترتیب مدول ضخامت و تغییر شکل من-لایه سوم خاک؛

Еei- مدول تغییر شکل من-لایه سوم خاک در امتداد شاخه بار ثانویه (در صورت عدم وجود داده، مجاز است برابر باشد Еei= = 5Еi);

n- تعداد لایه هایی که ضخامت تراکم پذیر پایه به آنها تقسیم می شود.

در این حالت توزیع تنش های نرمال عمودی در امتداد عمق پی مطابق با نمودار نشان داده شده در شکل 15 گرفته می شود.

zاز پایه پایه: szpو szу,i– عبور عمودی از مرکز پایه پی، و szp,ج- عبور عمودی از نقطه گوشه یک شالوده مستطیلی که با فرمول تعیین می شود:

جایی که آ- ضریب بر اساس جدول 17 بسته به شکل پایه پی، نسبت ابعاد پی مستطیل شکل و عمق نسبی برابر با: ایکس (ایکس=2z/ب- هنگام تعیین szpو ایکس=z/ب- هنگام تعیین szp,s);

pII- فشار متوسط زیر پایه فونداسیون؛

szg 0 - در سطح پایه فونداسیون (هنگام برنامه ریزی، برش انجام می شود szg، 0 = د، در صورت عدم برنامه ریزی و برنامه ریزی با بستر szg، 0 = = dn، جایی که - وزن مخصوص خاک واقع در بالای پایه، دو dn- نشان داده شده در شکل 15).

تنش عمودی ناشی از وزن خود خاک szg zاز پایه پایه، با فرمول تعیین می شود

(35)

وزن مخصوص خاک در بالای پایه پایه کجاست (به بند 3.2 مراجعه کنید).

dn- عمق فونداسیون از علامت طبیعی (شکل 15 را ببینید).

gIIiو سلام- به ترتیب وزن مخصوص و ضخامت منلایه سوم خاک

وزن مخصوص خاکهایی که در زیر سطح آب زیرزمینی قرار دارند، اما بالاتر از سطح آب زیرزمینی، باید با در نظر گرفتن اثر وزنی آب طبق فرمول (11) در نظر گرفته شود.

هنگام تعیین szgدر لایه ضد آب، فشار ستون آب واقع در بالای عمق مورد نظر باید در نظر گرفته شود (بند 3.6 را ببینید).

مرز پایین ضخامت تراکم پذیر پایه در عمق گرفته می شود z= Hc، جایی که شرط برقرار است szр = ک× szg(اینجا szр- تنش عمودی اضافی در عمق عمودی که از مرکز پایه فونداسیون عبور می کند. szg- تنش عمودی ناشی از وزن خود خاک)، که در آن ک= 0.2 برای پی با ب 5 میلیون پوند و ک= 0.5 برای پی با ب> 20 متر (در مقادیر متوسط کبا درونیابی تعیین می شود).

تنش های عمودی اضافی szp,d، کیلو پاسکال، در عمق zاز پایه پی در امتداد یک خط عمودی که از مرکز پایه پی مورد نظر می گذرد از فشار در امتداد پایه پی مجاور با جمع جبری تنش ها تعیین می شود. szp,cj، کیلو پاسکال، در نقاط گوشه پی های ساختگی (شکل 16) طبق فرمول

تحت یک بار پیوسته و یکنواخت توزیع شده روی سطح زمین با شدت q، kPa (به عنوان مثال، از وزن خاکریز تسطیح) مقدار szp,nfمطابق فرمول (36) برای هر عمق zبا فرمول تعیین می شود szp,nf = szp + q.

مثال 3.محل نشست یک پی کم عمق مستقل را تعیین کنید. بخش زمین شناسی مهندسی در شکل 17 نشان داده شده است. ابعاد پی: ارتفاع hf= 3 متر؛ تنها ب´ ل= 3'3.6 متر فشار در امتداد پایه فونداسیون pII= 173.2 کیلو پاسکال. خصوصیات خاک:

لایه - gII 1 = 19 کیلونیوتن بر متر مکعب؛ E= 9000 کیلو پاسکال؛

لایه - gII 2 = 19.6 kN/m3; gs= 26.6 kN/m3; ه = 0,661; E= 14000 کیلو پاسکال؛

لایه - gII 3 = 19.1 kN/m3; E= 18000 کیلو پاسکال.

راه حل.نشست یک پی کم عمق مستقل با فرمول (31) تعیین می شود.

زیرا عمق فونداسیون کمتر از 5 متر است، عبارت دوم در فرمول در نظر گرفته نشده است.

با عرض پایه فونداسیون ب£ 5 متر و عدم وجود لایه های خاک با E < 5 МПа суммирование проводится до тех пор, пока szрکمتر از 0.2× نخواهد شد szg.

پی تنها یک لایه خاک - لوم شنی را برش می دهد (شکل 17)، بنابراین میانگین مقدار محاسبه شده وزن مخصوص خاک های واقع در بالای پایه نیز برابر با وزن مخصوص واقعی لوم شنی 19 کیلو نیوتن بر متر مکعب است.

ما پیدا می کنیم szg، 0 = dn= 19×3.1 = 58.9 کیلو پاسکال؛ ساعت= پوند= 3.6/3 = 1.2; 0.4× ب= 0.4×3 = 1.2 متر پایه را به لایه هایی با ضخامت بیش از 0.4× تقسیم می کنیم. بضخامت لایه های خاکی که در زیر پایه فونداسیون قرار دارند، امکان تقسیم پی را به لایه هایی به ضخامت 1.2 متر می دهد.

تنش های عمودی در عمق zاز پایه فونداسیون szpو szуبا فرمول های (32) و (33) تعیین می شود.

ضریب آبا درونیابی مطابق جدول 17 بسته به نسبت ابعاد شالوده مستطیلی پیدا می کنیم ساعتو عمق نسبی برابر است ایکس=2z/ب.

تنش عمودی ناشی از وزن خود خاک szgدر مرز یک لایه واقع در عمق zاز پایه پی که با فرمول (35) تعیین می شود.

برای شن و ماسه سیلتی واقع در زیر سطح آب زیرزمینی، هنگام تعیین وزن مخصوص، اثر وزن آب را در نظر می گیریم.

محاسبات نشست در جدول 18 خلاصه شده است. پارامترهایی که مرز ضخامت تراکم پذیر را تعیین می کنند با حروف برجسته در خط پایین جدول نشان داده شده است.

طرح محاسباتی برای تعیین نشست پی در شکل 17 نشان داده شده است (نمودار szуدر شکل نشان داده نشده است).

جدول 18

شماره ige	z، m	ایکس	آ	ساعتمتر	szp، کیلو پاسکال	szg، کیلو پاسکال	g11، kN/m3	szg، کیلو پاسکال	0,2szg، کیلو پاسکال	کیلو پاسکال	کیلو پاسکال	E، کیلو پاسکال	متر
			1,000		173,2	58,9		58,9	11,8	114,31
1,2	0,8	0,824	1,2	142,7	48,53		81,7	16,3	94,19	104,3		0,0139
2,4	1,6	0,491	1,2	84,96	28,89		104,5	20,9	56,07	75,1		0,0100
	3,6	2,4	0,291	1,2	50,40	17,14	9,99	116,5	23,3	33,26	44,7		0,0038
4,8	3,2	0,185	1,2	32,04	10,9	9,99	128,5	25,7	21,15	27,2		0,0023
		0,127	1,2	21,91	7,45	9,99	140,5	28,1	14,46	17,8		0,0015
												اس	0,0316

شهرک بنیاد است اس= 0.8×0.0316 = 0.025 متر.

تعیین تنش در توده خاک

تنش ها در توده های خاک که به عنوان پایه، محیط یا مصالح سازه عمل می کنند، تحت تأثیر بارهای خارجی و وزن خود خاک ایجاد می شوند.

وظایف اصلی محاسبه استرس:

توزیع تنش ها در امتداد پایه پی ها و سازه ها و همچنین در امتداد سطح برهمکنش سازه ها با توده های خاک که اغلب نامیده می شود. استرس های تماسی;

توزیع تنش های ناشی از عمل در توده خاک بار محلیمربوط به تنش های تماسی.

توزیع تنش ها در یک توده خاک به دلیل عمل وزن خود، اغلب نامیده می شود فشار طبیعی.

3.1. تعیین تنش های تماسی در امتداد پایه سازه

هنگامی که پی ها و سازه ها با خاک تعامل دارند، پی ها در سطح تماس ظاهر می شوند. استرس های تماسی.

ماهیت توزیع تنش های تماسی به صلبیت، شکل و اندازه پی یا سازه و به صلبیت (انطباق) خاک های پی بستگی دارد.

3.1.1 طبقه بندی پی ها و سازه ها بر اساس صلبیت

سه مورد وجود دارد که توانایی ساختار و فونداسیون را در تغییر شکل مشترک نشان می دهد:

سازه های کاملاً صلب، زمانی که تغییر شکل پذیری سازه در مقایسه با تغییر شکل پذیری پایه ناچیز باشد و هنگام تعیین تنش های تماسی، سازه را می توان غیرقابل تغییر در نظر گرفت.

سازه‌های کاملاً انعطاف‌پذیر، زمانی که تغییر شکل‌پذیری سازه آنقدر زیاد است که آزادانه تغییر شکل‌های پایه را دنبال می‌کند.

سازه هایی با صلبیت محدود، زمانی که تغییر شکل پذیری سازه متناسب با تغییر شکل پذیری پایه باشد. در این حالت آنها با هم تغییر شکل می دهند که باعث توزیع مجدد تنش های تماسی می شود.

معیاری برای ارزیابی صلبیت یک سازه می تواند شاخص انعطاف پذیری مطابق با M. I. Gorbunov-Posadov باشد.

جایی که و - ماژول های تغییر شکل خاک پایه و مواد ساختاری؛ و - طول و ضخامت سازه

3.1.2. مدل تغییر شکل های الاستیک موضعی و نیمه فضای الاستیک

هنگام تعیین تنش های تماسی، انتخاب مدل محاسبه فونداسیون و روش حل مشکل تماس نقش مهمی ایفا می کند. پرکاربردترین مدل های پایه در عمل مهندسی عبارتند از:

مدل تغییر شکل های الاستیک؛

مدل نیمه فاصله الاستیک.

مدل تغییر شکل های الاستیک موضعی.

بر اساس این مدل، تنش راکتیو در هر نقطه از سطح تماس مستقیماً با نشست سطح پایه در همان نقطه متناسب است و هیچ نشستی در سطح پایه خارج از ابعاد فونداسیون وجود ندارد (شکل 3.1. آ.):

جایی که - ضریب تناسب ¸ اغلب ضریب بستر، Pa/m نامیده می شود.

مدل نیمه فاصله الاستیک.

در این حالت، سطح خاک هم در داخل منطقه بارگیری و هم در خارج از آن ته نشین می شود و انحنای انحراف به خواص مکانیکی خاک و ضخامت ضخامت تراکم پذیر در پایه بستگی دارد (شکل 3.1.b).

ضریب سختی پایه کجاست، - مختصات نقطه سطحی که در آن نشست تعیین می شود. - مختصات نقطه اعمال نیرو ; - ثابت ادغام

3.1.3. تأثیر استحکام بنیاد در توزیع فشارهای تماس

از نظر تئوری، نمودار تنش های تماسی زیر یک پی صلب، ظاهری زینی شکل با مقادیر تنش بی نهایت زیاد در لبه ها دارد. با این حال، به دلیل تغییر شکل‌های پلاستیکی خاک، در واقع تنش‌های تماس با منحنی مسطح‌تری مشخص می‌شوند و در لبه پی به مقادیر مربوط به حداکثر ظرفیت باربری خاک می‌رسد (منحنی نقطه‌دار در شکل 3.2). .آ.)

تغییر در شاخص انعطاف پذیری به طور قابل توجهی بر تغییر در ماهیت نمودار استرس تماس تأثیر می گذارد. در شکل 3.2.b. هنگامی که شاخص انعطاف پذیری T از 0 (بنیاد کاملاً سفت و سخت) به 5 تغییر می کند ، نمودارهای تماس برای مورد مشکل هواپیما ارائه می شوند.

3.2. توزیع استرس در پایه های خاک به دلیل وزن خود خاک

تنش های عمودی ناشی از وزن خود خاک در عمق z از سطح توسط فرمول تعیین می شود:

و نمودار تنش های طبیعی مانند یک مثلث به نظر می رسد (شکل 3.3.A)

در مورد بستر ناهمگن با لایه های افقی، این نمودار قبلاً با خط شکسته Oabv محدود می شود، که در آن شیب هر بخش در ضخامت لایه با مقدار وزن مخصوص خاک این لایه تعیین می شود (شکل 3.3.b).

ناهمگونی بستر می تواند نه تنها به دلیل وجود لایه هایی با ویژگی های مختلف، بلکه به دلیل وجود سطوح آب زیرزمینی در ضخامت خاک باشد (WL در شکل 3.3.c). در این مورد، باید کاهش وزن مخصوص خاک به دلیل اثر معلق آب بر ذرات معدنی را در نظر گرفت:

وزن مخصوص خاک در سیستم تعلیق کجاست. - وزن مخصوص ذرات خاک؛ - وزن مخصوص آب ، برابر با 10 kn/m3 گرفته شده است. – ضریب تخلخل خاک.

3. 3. تعیین استرس در یک توده خاک به دلیل عملکرد بار محلی بر روی سطح آن

توزیع تنش ها در پی به شکل پی در پلان بستگی دارد. در ساخت و ساز پی های نواری، مستطیلی و گرد بیشترین کاربرد را دارند. بنابراین، اهمیت عملی اصلی محاسبه تنش ها برای موارد مسایل صفحه، فضایی و تقارن محوری است.

تنش های موجود در پی با روش های تئوری الاستیسیته تعیین می شوند. در این حالت، پایه به عنوان یک نیمه فضای الاستیک در نظر گرفته می شود که به طور بی پایان در تمام جهات از سطح بارگذاری افقی گسترش می یابد.

3.3.1. مشکل عمل یک نیروی متمرکز عمودی

راه حلی برای مسئله عمل نیروی متمرکز عمودی اعمال شده بر سطح یک نیمه فضای الاستیک، که در سال 1885 توسط J. Boussinesq به دست آمد، تعیین تمام اجزای تنش و کرنش را در هر نقطه از نیمه فضایی ممکن می سازد. فضا در اثر عمل نیرو (شکل 3.4.a).

تنش های عمودی با فرمول تعیین می شوند:

با استفاده از اصل برهم نهی، می توانیم مقدار تنش فشاری عمودی را در نقطه تعیین کنیم تحت تأثیر چندین نیروی متمرکز اعمال شده بر روی سطح (شکل 3.4.b):

در سال 1892، فلامند راه حلی برای نیروی متمرکز عمودی تحت شرایط یک مسئله صفحه به دست آورد (شکل 3.4.c):

; ; ، جایی که (3.8)

با دانستن قانون توزیع بار روی سطح در کانتور بارگذاری، می توان با ادغام عبارت (3.6) در این کانتور، مقادیر تنش را در هر نقطه از پایه برای حالت بار متقارن محوری و فضایی تعیین کرد. شکل 3.5)، و با ادغام عبارت (3.8) - برای مورد بار مسطح.

3.3.2. مشکل تخت عمل یک بار توزیع شده یکنواخت

طرحی برای محاسبه تنش ها در فونداسیون در صورت بروز مشکل صفحه تحت تأثیر یک بار شدت توزیع شده یکنواخت در شکل نشان داده شده است. 3.6.a.

عبارات دقیق برای تعیین مولفه های تنش در هر نقطه از نیمه فضای الاستیک توسط G.V. Kolosov به شکل زیر بدست آمد:

که در آن، ضرایب تأثیر بسته به پارامترهای بدون بعد و ; و - مختصات نقاطی که تنشها در آنها تعیین می شود. - عرض نوار بارگیری

در شکل 3.7. a-c به شکل خطوط ایزوله، توزیع تنش در توده خاک برای مورد یک مشکل مسطح نشان داده شده است.

در برخی موارد، هنگام تجزیه و تحلیل وضعیت تنش پی، استفاده از تنش های اصلی راحت تر است. سپس مقادیر تنش های اصلی در هر نقطه از نیمه فضای الاستیک تحت تأثیر یک بار نواری توزیع شده یکنواخت را می توان با استفاده از فرمول I.H. Mitchell تعیین کرد:

زاویه دید تشکیل شده توسط پرتوهای ساطع شده از یک نقطه معین به لبه های نوار بارگذاری شده کجاست (شکل 3.6.b).

3.3.3. وظیفه فضایی عمل یک بار توزیع شده یکنواخت

در سال 1935، A. Love مقادیر تنش های فشاری عمودی را در هر نقطه از پایه از اثر بار شدت به دست آورد. ، به طور مساوی در سطح یک مستطیل به اندازه توزیع شده است.

جالب توجه عملی اجزای تنش مربوط به عمودی است که از طریق نقطه گوشه کشیده شده است این مستطیل، و به صورت عمودی از مرکز آن عبور می کند (شکل 3.8.).

با استفاده از ضرایب تاثیر می توانیم بنویسیم:

که در آن - و - به ترتیب ضرایب تأثیر برای تنش‌های زاویه‌ای و مرکزی هستند، بسته به نسبت ابعاد مستطیل بارگذاری‌شده و عمق نسبی نقطه‌ای که تنش‌ها در آن تعیین می‌شوند.

رابطه خاصی بین مقادیر و.

سپس به نظر می رسد که بیان فرمول های (3.11) از طریق ضریب تأثیر کلی و نوشتن آنها به شکل زیر راحت است:

ضریب به پارامترهای بدون بعد بستگی دارد و:، (هنگام تعیین تنش زاویه ای)، (هنگام تعیین تنش زیر مرکز مستطیل).

3.3.4. روش نقطه گوشه

روش نقطه گوشه به شما امکان می دهد تنش های فشاری در پایه را در امتداد یک خط عمودی که از هر نقطه از سطح عبور می کند تعیین کنید. سه راه حل ممکن وجود دارد (شکل 3.9.).

اجازه دهید عمود از نقطه عبور کند ، روی کانتور مستطیل دراز کشیده است. این مستطیل را به دو قسمت تقسیم کنید تا نقطه متنش زاویه ای برای هر یک از آنها بود، تنش ها را می توان به عنوان مجموع تنش های زاویه ای مستطیل های I و II نشان داد، یعنی.

اگر نکته در داخل کانتور مستطیل قرار دارد، سپس باید آن را به چهار قسمت تقسیم کرد تا این نقطه نقطه گوشه هر مستطیل باشد. سپس:

در نهایت، اگر نکته خارج از کانتور مستطیل بارگذاری شده قرار دارد، سپس باید تکمیل شود تا این نقطه دوباره به یک نقطه گوشه تبدیل شود.

3.3.5. تأثیر شکل و مساحت پی در پلان

در شکل 3.10. نمودارهای تنش های نرمال در امتداد محور عمودی که از مرکز پی مربع در (منحنی 1)، پی نواری (منحنی 2) و همچنین با عرض (منحنی 3) عبور می کند، ساخته شد.

در مورد یک مشکل فضایی (منحنی 1)، تنش ها با عمق بسیار سریعتر از یک مسئله صفحه (منحنی 2) فروپاشی می کنند. افزایش عرض و در نتیجه مساحت پی (منحنی 3) منجر به کاهش حتی کندتر تنش ها با عمق می شود.

تعیین وضعیت تنش واقعی خاک های پی با استفاده از روش های نوین بررسی امکان پذیر نیست. در بیشتر موارد، آنها به محاسبه تنش های عمودی ناشی از وزن لایه های خاکی محدود می شوند. نمودار این تنش ها در امتداد عمق یک لایه خاک همگن شبیه یک مثلث خواهد بود. با بسترهای لایه ای، نمودار با یک خط شکسته محدود می شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 9 (خط abсde).

در عمق z، تنش عمودی برابر با:

که γ0i وزن حجمی خاک لایه i بر حسب t/m3 است. سلام ضخامت لایه i بر حسب متر است. n تعداد لایه های ناهمگن با وزن حجمی در عمق در نظر گرفته z است. وزن حجمی خاک های نفوذپذیر که زیر سطح آب زیرزمینی قرار دارند با در نظر گرفتن اثر وزنی آب در نظر گرفته می شود:

در اینجا γу وزن مخصوص ذرات جامد خاک بر حسب t/m3 است. ε ضریب تخلخل خاک طبیعی است.

در خاک رس ها و لوم های یکپارچه عملا ضد آب، در مواردی که توسط لایه ای از خاک نفوذ پذیر که دارای آب های زیرزمینی با سطح پیزومتریک زیر سطح آب زیرزمینی لایه های بالایی است، زیر آن قرار می گیرند، اثر وزنی آب در نظر گرفته نمی شود. اگر در بستر خاک نشان داده شده در شکل. 9، لایه چهارم یک خاک رس متراکم یکپارچه بود و در سفره زیرزمینی، آب زیرزمینی دارای سطح پیزومتریک زیر سطح آب زیرزمینی لایه بالایی بود، سپس سطح لایه رسی یک آبخوان خواهد بود که از لایه آب فشار می‌گیرد. در این مورد، نمودار تنش های عمودی با یک خط شکسته abcdmn نشان داده می شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 9 خط نقطه چین.

لازم به ذکر است که تحت تأثیر تنش های ناشی از وزن خود خاک طبیعی، تغییر شکل های پی (به استثنای خاکریزهای تازه ریخته شده) مدت ها پیش از بین رفته است. با ضخامت زیادی از خاک های اشباع شده از آب و بسیار قابل تراکم که خزش را نشان می دهند، گاهی اوقات باید با تثبیت فیلتراسیون ناقص و تحکیم خزش حساب کرد. در این حالت، بار از خاکریز را نمی توان به عنوان بار ناشی از وزن خود خاک در نظر گرفت.

شرط اصلی که باید هنگام طراحی فونداسیون رعایت شود:

که در آن: P فشار متوسط زیر پایه فونداسیون ابعاد پذیرفته شده است

که در آن: - بار طراحی روی لبه فونداسیون در یک بخش معین، kN/m.

وزن پایه در هر 1 متر در حال اجرا، kN/m؛

وزن خاک روی تاقچه های پی، kN/m;

ب - عرض پایه پایه، متر؛

R - محاسبه مقاومت خاک در زیر پایه پی، کیلو پاسکال

که در آن: - وزن دال در هر 1p. m.، kN/m;

وزن بلوک های فونداسیون در هر 1 متر در حال اجرا، kN/m؛

وزن آجرکاری در هر 1 متر در حال اجرا، kN/m؛

که در آن: - وزن خاک روی 1 تاقچه (بدون بتن)، kN/m.

وزن خاک روی تاقچه دوم (با بتن)، kN/m;

که در آن: - عرض خاک روی تاقچه، متر؛

ارتفاع خاک روی تاقچه، متر؛

g"II - مقدار میانگین وزن مخصوص خاک که بالای پایه پایه قرار دارد.

که در آن gсf = 22 kN/m.

بخش 1 -1

n"g= n""g=0.6 1 0.62 16.7+0.6 0.08 1 22=7.2684 kN/m

349.52 کیلو پاسکال< 365,163 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

بخش 2 -2

n"g=0.75 1 1.1 16.7=13.78 kN/m

n""g=0.75 1 0.62 16.7+0.75 0.08 1 22=9.0855 kN/m

272.888 کیلو پاسکال< 362,437 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

بخش 3 -3

n "g = 0.25 1 1.1 16.7 = 4.5925 kn/m

n "" G = 0.25 1 0.62 16.7+0.25 0.08 1 22 = 3.0285 kn/m

307.2028 کیلو پاسکال< 347,0977 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

بخش 4-4

n"g= n""g=0.2 1 0.62 16.7+0.2 0.08 1 22=2.4228 kN/m

352.7268 کیلو پاسکال< 462,89 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

بخش 5 -5

n "g = 0.4 1 1.1 16.7 = 7.348 kn/m

n "" G = 0.4 1 0.62 16.7+0.4 0.08 1 22 = 4.8456 KN/m

335.29 کیلو پاسکال< 359,0549 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

بخش 6-6

n"g= n""g=0.2 1 0.62 16.7+0.2 0.08 1 22=2.43 kN/m

275.2525 کیلو پاسکال< 352,95кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

تعیین ته نشینی پی خاک با روش خلاصه لایه به لایه

ما شلوغ ترین بخش 2-2 را در نظر می گیریم.

1. ضخامت خاک زیر پایه پی به عمق حداقل 4b = 4 · 1.6 = 6.4 متر به لایه های ابتدایی با ضخامت بیشتر تقسیم می شود.

سلام = 0.4 b = 0.4 · 1.6 = 0.64 متر.

2. فاصله پایه پی تا مرز بالایی هر لایه ابتدایی zi (m) را تعیین کنید.
3. تنش ها را از وزن خود خاک که در سطح پایه پی اعمال می کند، تعیین کنید:

4. تنش را از وزن خود خاک در مرز پایینی هر لایه ابتدایی با استفاده از فرمول تعیین کنید:

5. تنش را از وزن خود خاک در مرز لایه های اصلی تعیین کنید:

6. نمودارهای تنش را از وزن خود خاک به سمت چپ محور پی در مرز لایه های اصلی می سازیم - .
7. تنش های فشاری اضافی را در مرز بالایی هر لایه ابتدایی از سازه تعیین می کنیم