Įtempių, veikiančių palei pamato pagrindą, nustatymas. Vertikalus įtempis dėl paties dirvožemio svorio pamato pagrindo lygyje Įtaka pamato formai ir plotui plane

480 rub. | 150 UAH | 7,5 USD ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC", BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Disertacija - 480 RUR, pristatymas 10 minučių, visą parą, septynias dienas per savaitę ir švenčių dienomis

Ivanovas, Antonas Andrejevičius. Plyšinių pamatų pamatų laikomosios galios vertinimas, remiantis grunto masės įtempimo būsenos analize ir eksperimentiniais duomenimis: disertacija... Technikos mokslų kandidatas: 05.23.02 / Ivanovas Antonas Andrejevičius; [Apsaugos vieta: Volgogr. valstybė architektūriniai pastatai. Universitetas].- Volgogradas, 2013.- 164 p.: iliustr. RSL OD, 61 14-5/653

Įvadas

Kintamieji dizaino parametrai .

Tikslų formulavimas ir uždavinių nustatymas

Kintamų projektinių parametrų, naudojamų skaičiuojant plyšinių pamatų pamatų laikomąją galią, skaitinių verčių kitimo intervalų nustatymas

Plyšinio pamato laikomosios galios problemos teiginys 12

II skyrius. Plyšinio pamato laikomosios galios apskaičiavimas remiantis grunto įtemptosios būsenos jo pagrindo pagrindu analize, naudojant kompleksinių potencialų metodą ir eksperimentinius duomenis 27

2.1. Šiek tiek informacijos apie sudėtingų potencialų metodą. Ekrano funkcija 27

2.2. Rodymo koeficientų nustatymas

Funkcijos 33

2.3. 48

2.4. Plyšinio pamato pagrindo laikomosios galios skaičiavimo inžinerinis metodas 60

Išvados dėl II skyriaus 65

III skyrius. Dvigubo plyšio pamato vienalyčio pagrindo laikomosios galios nustatymas

3.1. Matematinės tyrimo priemonės, mechaninio ir matematinio modelio bei baigtinių elementų skaičiavimo schemų aprašymas ir charakteristikos plastinių deformacijų sričių formavimosi ir raidos proceso kompiuteriniam modeliavimui 67

3.2. Dvigubo plyšio pamato vienalyčio pagrindo įtempių būsenos analizė

3.3. Plastinės deformacijos zonų vienalyčiame dvigubo plyšio pagrindo pagrinde vystymosi proceso analizė 77

3.4. Dvigubo plyšio pamato vienalyčio pagrindo laikomosios galios skaičiavimo inžinerinis metodas 83

Išvados dėl III skyriaus 96

IV skyrius. Eksperimentiniai plastinės deformacijos plotų atsiradimo plyšinio pamato pagrinde proceso tyrimai naudojant modelius iš lygiaverčių medžiagų 98

4.1. Reikalavimai lygiavertei medžiagai ir jos fizinių bei mechaninių savybių nustatymas 99

4.2. Plyšinio pamato modelio 103 pirmosios kritinės apkrovos eksperimentinis nustatymas

Pagrindinės išvados 114

Naudotos literatūros sąrašas

Įvadas į darbą

Disertacijos temos aktualumas. Plyšinio pamato pagrindo laikomoji galia susideda iš laikomosios galios išilgai pagrindo ir išilgai jo šoninio paviršiaus. Be pasipriešinimo jėgų, atsirandančių dėl vidinės trinties ir grunto sukibimo, išilgai šoninio paviršiaus ir pamato pagrindo veikia papildomos pasipriešinimo jėgos, atsirandančios dėl: vandens koloidinio cemento skiedinio įsiskverbimo giliai į dirvą ir jo vėlesnis grūdinimas, susidarant plonam dirvožemio cemento sluoksniui su kristalinėmis jungtimis; betono, kuriame yra ekspansinio portlandcemenčio, plėtimasis kietėjimo metu. Dėl būtinybės atsižvelgti į šias jėgas būtina tobulinti plyšinių pamatų laikomosios galios skaičiavimo metodus. Aktualus .

Disertacijos tyrimo tikslas suformuluotas taip:

Sukurti plyšinio pamato laikomosios galios skaičiavimo inžinerinį metodą, pagrįstą grunto masės įtemptosios būsenos analize, naudojant kompleksinių kintamųjų ir baigtinių elementų funkcijų teorijos metodus bei eksperimentinį bendrosios trinties ir sukibimo jėgų nustatymą. tarp pamato šoninio paviršiaus ir atitveriančios grunto masės tiesiai statybvietėje realiomis inžinerinėmis-geologinėmis sąlygomis .

Norint pasiekti šį tikslą, būtina išspręsti šias užduotis:

Atlikti esamų plyšinių pamatų pagrindo laikomosios galios skaičiavimo metodų ir techninės literatūros analizę, kurios pagrindu nustatyti kintamų projektinių parametrų kitimo intervalus skaitiniam eksperimentui atlikti.

Sukurkite mechaninį ir matematinį modelį ir nustatykite atvaizdavimo funkcijos koeficientų skaitines reikšmes, kurios užtikrina konformalų pusplokštumos su išpjova atvaizdavimą pagal iš anksto nustatytas pagrindo pločio ir gylio santykio vertes ( 2b/h).

Atlikite plastinės deformacijos zonų po plyšinio pamato dugnu formavimo ir vystymosi proceso kompiuterinį modeliavimą, kurio rezultatais remiantis gautos grafinės priklausomybės ir jų analitiniai aproksimacijos, leidžiančios nustatyti projekto vertę. atsparumas ir didžiausia leistina apkrova, jei atsižvelgiama tik į pamato pagrindą. Norėdami automatizuoti šį procesą, sukurkite kompiuterinę skaičiuoklės programą.

Sukurti ir gauti pavadinimo pavadinimą prietaiso naudingajam modeliui, leidžiančiam lauke nustatyti bendrąsias trinties ir sukibimo jėgas, veikiančias išilgai kontaktinio „plyšinio pamato šoninio paviršiaus - dirvožemio masyvo“.

Sukurti mechaninį ir matematinį modelį bei baigtinių elementų metodu atlikti įtempių būsenos transformacijos ir plastinių deformacijų sričių formavimosi ir raidos dviejų plyšinių pamatų pagrindo kompiuterinį modeliavimą. Gauti grafines ir analitines OPD matmenų priklausomybes nuo grunto fizikinių ir mechaninių savybių, pamato matmenų ir išorinio poveikio intensyvumo. Pasiūlyti dviejų plyšinių pamatų laikomosios galios skaičiavimo inžinerinį metodą, įforminant jį kompiuterine programa – skaičiuotuvu.

Atlikti eksperimentinius plastinių deformacijų zonų formavimosi ir vystymosi proceso po plyšinio pamato pagrindu tyrimus ir gautus rezultatus palyginti su analitinių tyrimų rezultatais.

Disertacinio tyrimo rezultatus įgyvendinti statybos praktikoje.

Rezultatų patikimumas disertacijos tyrimas, jo išvados ir rekomendacijos yra pagrįstos:

Darbo hipotezės, pagrįstos pamatiniais linijinės elastingumo teorijos principais (sudėtingų kintamųjų ir baigtinių elementų funkcijų teorijos metodai), plastiškumo teorija, inžinerinė geologija, dirvožemio mokslas ir dirvožemio mechanika;

Naudoti patikrintas kompiuterines programas, įregistruotas valstybiniame programinės įrangos registre, kaip teorinio tyrimo priemones;

Patenkinama eksperimentų rezultatų konvergencija, siekiant nustatyti kritines apkrovas plyšinių pamatų, pagamintų iš lygiaverčių medžiagų, pamatų modeliams su lyginamųjų realių grunto masių skaičiavimų rezultatais, turinčiais atitinkamas šoninio grunto slėgio koeficiento vertes, su šių elementų elgesiu. objektų gamtoje.

RF patentas naudingajam modeliui.

Disertacinio darbo mokslinis naujumas ar tai

Įtempių laukų transformacijos dėsniai ir plastinių deformacijų atsiradimo ir vystymosi proceso atsiradimas po padu ir išilgai kontaktinio „šoninio plyšinio pamato paviršiaus - grunto“ apkrovos metu iki nustatytos ir ištirtos kritinės apkrovos;

Plastinės deformacijos plotų dydžių grafinės priklausomybės nuo išorinio poveikio intensyvumo (išvystymo gylis po pagrindu ir į viršų išilgai pamato ir grunto sąlyčio) buvo sudarytos visoms kintamų projektinių parametrų skaitinėms vertėms, į kurias buvo atsižvelgta. disertacija dėl dvigubo plyšio pagrindo; analitinės šių priklausomybių aproksimacijos sudarė kompiuterinės skaičiuoklės programos, skirtos dvigubo plyšio pamato laikomosios galios skaičiavimui, duomenų bazę;

Plyšinio pamato dugno laikomajai galiai nustatyti buvo naudojami kompleksinio kintamojo funkcijų teorijos metodai, kurie leido visiškai neįtraukti plyšinio pamato šoninio paviršiaus;

Plyšinio pamato šoninio paviršiaus laikomajai galiai nustatyti buvo sukurtas ir patentuotas prietaiso naudingasis modelis, skirtas nustatyti bendrąsias trinties ir sukibimo jėgas, atsirandančias liejant betoną sąlyčio „šoninis plyšinio pamato paviršius – gruntas“. be klojinių;

Sukurtas inžinerinis plyšinio pamato pagrindo laikomosios galios skaičiavimo metodas, pagrįstas patentuoto įrenginio ir kompiuterinės skaičiuoklės programos, skirtos plyšinio pamato pagrindo laikomosios galios skaičiavimui, naudojimu;

Praktinė darbo reikšmė . Disertacinis darbas yra dalis mokslinių tyrimų, atliktų Volgos valstybinio statybos inžinerijos universiteto „Taikomosios matematikos ir informatikos“ bei „Hidraulikos inžinerijos ir žemės darbų“ katedrose 2010–2013 m.

Rezultatai, gauti dirbant su disertacija, gali būti naudojama :

apskaičiuojant plyšinio pamato pagrindo laikomąją galią, pasikeitus įvairioms kintamų projektinių parametrų skaitinėms vertėms, įskaitant pamato geometrinius matmenis ir fizines bei mechanines pamatų gruntų charakteristikas;

eksperimentinis bendrosios trinties ir sukibimo jėgų, atsirandančių išilgai jo šoninio paviršiaus, netikėtai betonuojant pamato korpusą be klojinių, nustatymas tiesiai statybvietėje;

apskaičiuojant dvigubo plyšio pamato pagrindo laikomąją galią, atsižvelgiant į įvairias jo geometrinių matmenų ir atitveriančios grunto masės fizines bei mechanines charakteristikas;

preliminarus plyšinių pamatų pamatų laikomosios galios įvertinimas preliminaraus projektavimo etape;

įvertinus galimą klaidą apskaičiuojant laikomąją galią plyšinio pamato šoniniame paviršiuje žinomais metodais naudojant autoriaus patentuotą įrenginį.

Darbo aprobavimas. Pagrindiniai disertacinio darbo autoriaus atlikto tyrimo rezultatai buvo pateikti, aptarti ir publikuoti medžiagoje: kasmetinėse Volgogrado valstybinio architektūros ir statybos inžinerijos universiteto (Volgogradas) dėstytojų, magistrantų ir studentų mokslinėse ir techninėse konferencijose. , VolgGASU, 2010-2013), visos Rusijos mokslinė ir techninė konferencija „Geotechnikos ir pamatų inžinerijos grunto mechanika“ (Novočerkaskas, SRSTU-NPI, 2012); III tarptautinė mokslinė ir techninė konferencija „Statybinių medžiagų mokslo, geotechnikos ir kelių tiesimo inžinerinės problemos“ (Volgogradas, VolgGASU, 2012); Visos Ukrainos mokslinis ir praktinis seminaras, kuriame dalyvauja užsienio specialistai „Šiuolaikinės geotechnikos problemos“ (Ukraina, Poltava, Yu. Kondratyuk vardo PNTU, 2012); VolgGASU (Volgogradas, VolgGASU, 2010-2013) katedrų „Taikomosios matematikos ir informatikos“ bei „Hidraulikos inžinerijos ir žemės darbai“ moksliniuose seminaruose.

Mechaninių ir matematinių modelių bei tiriamų objektų kompleksinio kintamojo funkcijų teorijos ir FEM skaičiavimo schemų kūrimas ir sudarymas (kartavimo funkcijos koeficientai, ribinės sąlygos, matmenys, tipas, diskretizacijos laipsnis);

plyšinių ir dviplyšinių pamatų pagrindų plastinių deformacijų sričių formavimosi ir raidos procesų kompiuterinis modeliavimas, gautų rezultatų apdorojimas, analizė ir sisteminimas, grafinių priklausomybių konstravimas ir analitinis jų aprašymas;

patentų paieškos atlikimas, jos rezultatų analizė, naudingumo modelio kūrimas ir jo patentavimas;

plyšinių ir dviplyšinių pamatų laikomosios galios skaičiavimo inžinerinių metodų kūrimas;

duomenų bazių formavimas ir kompiuterinių skaičiuoklių programų, skirtų plyšinių pamatų laikomajai galiai įvertinti, kūrimas;

baigiamojo darbo rezultatų įgyvendinimas statybos praktikoje projektavimo etape.

Pateikta ginti :

Sudėtingo kintamojo funkcijų teorijos ir tiriamų objektų baigtinių elementų metodo metodų mechaniniai ir matematiniai modeliai bei skaičiavimo schemos.

Nustatyti plastinės deformacijos zonų po padais ir išilgai plyšinių pamatų šoninio paviršiaus formavimosi ir raidos dėsniai.

Metodas, leidžiantis neįtraukti plyšinio pamato šoninio paviršiaus, remiantis kompleksinio kintamojo funkcijų teorijos metodų taikymu.

Naudingas prietaiso modelis, skirtas nustatyti bendrąsias trinties ir sukibimo jėgas, atsirandančias kontaktiniame „plyšinio pamato šoniniame paviršiuje - grunte“, kai betonuojama be klojinių;

Plyšinio pamato laikomosios galios skaičiavimo inžinerinis metodas ir kompiuterinė skaičiuoklės programa, skirta jo šoninio paviršiaus laikomajai galiai nustatyti.

Inžinerinis dvigubo plyšio pamato laikomosios galios skaičiavimo metodas ir jį įforminanti kompiuterinė programa-skaičiuotuvas.

Disertacinio darbo rezultatų diegimo statybos praktikoje rezultatai.

Mokslinių tyrimų rezultatai įgyvendinami:

Nustatant aikštelėje į gruntą padarytų monolitinių pamatų pagrindo laikomąją galią: „Valgyklos pastatas gatvėje. Barikadnaya, namas 11, kaime. Astrachanės srities Ikryaninsky rajono raudonosios barikados“ LLC NPF inžinerijos centre „YUGSTROY“.

Rengiant projektus ir statant požeminę pastatų ir konstrukcijų dalį, pastatytą naudojant „siena dirvožemyje“ technologiją, visų pirma: projektuojant administracinį kompleksą „Verslo parkas“ Permės mieste, aptveriant dirbtinės salos pakrantės zoną. upės vandens plotas. Kama (Permės sritis).

Mokymosi procese Volgogrado valstybinio architektūros ir civilinės inžinerijos universiteto Hidraulikos ir žemės darbų katedroje.

Publikacijos . Pagrindinės disertacijos nuostatos buvo paskelbtos 8 moksliniuose straipsniuose, du iš jų recenzuojamuose moksliniuose leidiniuose ir 1 Rusijos Federacijos naudingojo modelio patente.

Darbo struktūra ir apimtis . Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, bendrosios išvados, 113 pavadinimų literatūros sąrašas ir priedai. Bendra darbo apimtis – 164 puslapiai spausdinto teksto, iš jų 114 puslapių pagrindinio teksto, kuriame yra 145 iliustracijos ir 14 lentelių.

Plyšinių pamatų konstravimo, eksploatavimo ir laikomosios galios skaičiavimo technologijos ypatumai rišliuose gruntuose

Paprastai koloninių ir juostinių surenkamųjų pamatų duobių ir tranšėjų kūrimą atlieka ekskavatorius, po to rankiniu būdu valomas dugno ir šoninis paviršius. Todėl šiems pamatams skaičiuojama naudingoji apkrova į grunto pamatą perduodama tik per jų pagrindą. Skaičiuojant neatsižvelgiama į užpildo grunto atsparumą.

Priešingai, natūralios sudėties dirvožemiuose, ypač mažai drėgnuose rišliuose dirvožemiuose, labai perspektyvu naudoti monolitinius plyšinius pamatus su išvystytu šoniniu darbiniu paviršiumi. Statant tokius pamatus, nereikia užpilti tranšėjų ir duobių, todėl tarp grunto masės gali atsirasti didelės trinties ir sukibimo jėgos, o tai neįmanoma statant įprastus pamatus atvirose duobėse.

Aukštą panaudojimo efektyvumą rodo plyšiniai pamatai, kurie yra vienas arba lygiagrečių siaurų žemės plyšių sistema, užpildyta erdvėje betonu, kurie grotelėmis sujungiami į bendrą pamatą, kad sugertų apkrovą iš antžeminės dalies. pastato. Plyšių konstrukcija gali būti atliekama jas pjaunant grąžtu arba plyšio pjaustytuvu, o esant dideliam plyšinio pamato gyliui – „siena dirvoje“ metodu.

Išorinė apkrova perduodama dirvožemio pagrindui išilgai plyšinio pamato šoninio paviršiaus, išilgai pagrindo ir išilgai grotelių plokštės pagrindo, jei toks yra.

Sujungiant du ar daugiau plyšinių pamatų į vieną pamatą, į darbą įtraukiama ir tarp sienų uždara grunto masė, dėl kurios apkrova perduodama plokštumoje apatinių sienų galų lygyje.

Tokio pamato laikomoji galia labai priklauso nuo atstumo tarp sienų. Šiuo atveju tarp sienų, pačių sienų ir grotelių esantis gruntas kartu gali būti laikomas betono-grunto pamatu ant natūralaus pamato, kurio aukštis lygus sienų aukščiui. Jei bet kurią išorinės apkrovos dalį perduoda išorinės sienos, tai lemia įprasto betono-grunto pagrindo plotį, kuris perkelia apkrovas į pamatų gruntus.

Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas apkrovos perdavimo išilgai izoliuoto plyšinio pamato šoninio paviršiaus problemai. Darbe nurodyta, kad plyšiniai pamatai pagal pamatų gruntų laikomąją galią turi būti skaičiuojami remiantis išraiška N Fdlyk, (1.1) čia: Fd – pamato grunto laikomoji galia; y =1,2, jei pamato laikomoji galia nustatyta lauko bandymų rezultatais pagal GOST ir y =1,4, jei laikomoji galia nustatyta skaičiuojant; N – projektinė apkrova, perkelta pamatui, kN. Stačiakampio skerspjūvio plyšinio pagrindo (SF), veikiančio centrine ašine gniuždomąja apkrova ir besiremiančio ant gniuždomo pagrindo, laikomoji galia, jeigu jo šoninis paviršius kerta kelis lygiagrečius pamato grunto sluoksnius, gali būti nustatoma pagal formulę: kur : ус=1 - būklės koeficiento pamatų darbai; usg - svaro darbo sąlygų koeficientas po pamato pagrindu, imant reikšmę 1,0; 0,9; 0,4 kasant tranšėją sausu ekskavatoriaus kaušu, kasant tranšėją su plokščiu kaušu sausu arba po molio tirpalu pašalinant dumblą nuo tranšėjos dugno, o kasant tranšėją plokščiu kaušu po moliu tirpalas, atitinkamai nepašalinant dumblo iš tranšėjos dugno; R – skaičiuojamoji svaro varža po pamato pagrindu, (kPa), paimta pagal lentelę Nr. 3.1 (63 psl.); A - pamato pagrindo plotas (m); U - pamato perimetras, (m); yct yra svaro veikimo sąlygų koeficientas išilgai šoninio pamato paviršiaus, imant reikšmę 0,8; 0,7 ir 0,6 betonuojant tranšėją sausai priemolyje, molyje ir betonuojant tranšėją su molio tirpalo apsauga visiems gruntams atitinkamai arba nurodyta eksperimentiškai; /I - plyšinio pamato šoninio paviršiaus i-ojo svaro sluoksnio skaičiuojamoji varža (kPa), paimta pagal lentelę Nr.3.2 (b. l. 63), bet ne didesnė kaip bOkPa; h\ yra i-ojo svaro sluoksnio, besiliečiančio su plyšinio pamato šoniniu paviršiumi, storis (m).

Panašios formulės ir lentelės pateiktos NIIOSP sukurtuose dokumentuose. N.M. Gersevanova. Pati formulė (1.2) atrodo įtikinamai ir jos panaudojimas gana logiškas. Iš šios formulės aišku, kad plyšinio pamato perduodama naudingoji apkrova į pamatą skirstoma į dvi dalis: pirmoji dalis perduodama per pamato pagrindą, o antroji – per jo šoninį paviršių. Specialiojoje ir norminėje literatūroje pateikiami duomenys apie plyšinių pamatų laikomosios galios dalinį pasiskirstymą išilgai jų pagrindo ir šoninio paviršiaus.

Plastinės deformacijos zonų atsiradimo ir raidos kompiuterinis modeliavimas pamate po plyšinio pamato dugnu

Grįžtant prie Fig. 2.6, matome, kad siūloma technika duoda adekvačius rezultatus: normalių az ir ax įtempių izoliacijos tam tikru atstumu nuo išpjovos tampa lygiagrečios dirvos masyvo dienos paviršiui; šių įtempių skaitinių verčių santykis atitinkamuose taškuose, maždaug, kaip ir turėtų būti, lygus šoninio dirvožemio slėgio koeficiento vertei (aJoz ", =0,75); tangentinių įtempių tgx izoliacijos turi klasikinę „drugelio“ formą, jų skaitinės reikšmės taškuose, esančiuose projektavimo schemos simetrijos ašyje, yra lygios nuliui.

Plastinės deformacijos zonų atsiradimo ir raidos kompiuterinis modeliavimas pamate po plyšinio pamato dugnu

Prieš pradedant tyrimą buvo apžvelgta daugybė literatūros šaltinių, ypač kūrinių, ir pagal juose pateiktus duomenis nustatyta, kad plyšinių pamatų klojimo gylis gali svyruoti nuo 2m h 43m, o daugiausiai. tipinės plyšinio pamato pločio ir jo klojimo gylio santykio reikšmės yra 2Mz = 0,03;0,13;0,27;0,4.

Remiantis pirmajame disertacijos skyriuje pateiktais duomenimis, kurie yra pagrįsti norminės dokumentacijos ir literatūros šaltinių analizės rezultatais, rišlaus grunto stiprumo charakteristikos kinta šiose ribose: vidinės trinties kampas p = kPa.

Atsižvelgiant į šias aplinkybes, paaiškėjo, kad sumažinto ryšio slėgio reikšmė, apskaičiuota pagal formulę iš - C(yhtg(p) \), kinta intervale ссв = .

Tam, kad kartografavimo funkcija (2.5) pateiktų matematinį plyšinio pamato pamato modelį su įvairiomis skaitinėmis pamato pločio ir jo gylio santykio 2b/h reikšmėmis, naudosime atvaizdavimo funkcijos koeficientų (2.6) skaitinės reikšmės, pateiktos lentelėje Nr. 2.5.

Skaičiavimai plyšinio pamato pagrindo projektinės varžos vertei nustatyti atlikti naudojant kompiuterines programas ASV32 ir „Stabilumas. (Įtempimo būsena)“ sukurta Volgogrado valstijoje

Plyšinio pamato pagrindo plastinės deformacijos sritys pradedant (a), plėtojant (b) ir pasiekus didžiausią leistiną apkrovą (uždarius didžiausią leistiną apkrovą) (c) Architektūros ir statybos inžinerijos universitetas, už visi galimi kintamųjų projektinių parametrų 2b/h, osv ir f skaitinių verčių deriniai. Fig. 2.10 pavyzdyje parodytos plastinių deformacijų sritys plyšinio pamato pagrinde jų atsiradimo, vystymosi metu ir didžiausios leistinos apkrovos pasiekimo (didžiausios leistinos apkrovos uždarymo) momentu.

Fig. 2.11 kaip akivaizdžiausias pavaizduotos formos AZ=J, AZe grafinės priklausomybės.

Pagal I skyriuje priimtas kintamųjų projektinių parametrų skaitinių verčių keitimo ribas, siekiant disertaciniame darbe užsibrėžto tikslo, būtina atlikti 1024 skaičiavimo operacijas plastinių deformacijų plotų dydžiui nustatyti ties. dviejų plyšių pagrindo pagrindas.

Šio skyriaus rezultatas turėtų būti inžinerinis metodas, skirtas apskaičiuoti dviplyšių pamatų vienalyčio pagrindo laikomąją galią, parengtą remiantis jo įtempių būsenos analizės rezultatais ir zonų formavimosi bei plėtros proceso rezultatais. plastinė deformacija aktyviojoje pamato zonoje.

Žemiau pav. 3.3 3.5 Pateiktos trijų įtempių dedamųjų az bedimens izoliacijų (y/g dalimis) nuotraukos; ax ir tzx vienalyčiame įvairaus pločio (2/ =0,8/g; 0,4/?; 0) dviplyšių pamatų pagrinde, turinčiame vienodą gylį, plastinių deformacijų zonų uždarymo momentu, tai yra ties didžiausios leistinos vertės išorinės tolygiai paskirstytos apkrovos intensyvumo momentu (arba pagrindo stabilumo praradimo momentu). Atkreipkite dėmesį, kad pastaruoju atveju, esant L=0 (žr. 3.2 pav.), dvigubas plyšinis pamatas išsigimsta į dvigubo pločio vienplyšį (arba tiesiog plyšinį pamatą).

Eksperimentinis pirmosios kritinės apkrovos nustatymas plyšinio pamato modeliui

Formos išoriniai matmenys 30x30 cm, plotis 3,4 cm. Vidiniai matmenys atitinkamai 28x28 cm ir 2 cm. Forma pagaminta iš 7mm storio organinio stiklo, o jos elementai tarpusavyje tvirtinami 13 metalinių varžtų. 105 plyšinių pamatų modelius reprezentuojantys įdėklai-antspaudai iš organinio stiklo gaminami 15 cm aukščio, 1,2 cm pločio ir 2 cm storio, t.y. paskutinis dydis yra lygus gaminamo modelio storiui. Modeliai buvo suformuoti su kintamu pjovimo gyliu, kad būtų galima imituoti plyšinį pamatą, kurio pločio ir pamato gylio santykis 2Mz3=0,l; 0,15; 0,2; 0,25 ir 0,3.

Virš modelio paviršiaus esanti įdėklo-antspaudo dalis skirta palaikyti DOSM-3-1 dinamometrą, kuris matuoja vertikaliai išdėstyto varžto sukuriamos jėgos, perduodamos baziniam modeliui, dydį.

Prieš eksperimentą visas įdėklas-antspaudas buvo kruopščiai suteptas techniniu vazelinu, kad būtų pašalinta trinties jėgų įtaka.

Eksperimento esmė buvo tokia.

Iš želatinos-gelio CS, kurio želatinos masės koncentracija lygi 15%, 30% ir 45%, paeiliui buvo pagamintos keturios penkių modelių plyšinių pamatų partijos (4.2a pav.), kurių pločio santykis 2&/A3=0. l;0,15; 0,2; ir 0,3.

Tada šie modeliai buvo kraunami per antspaudo įdėklą vertikalia, tolygiai paskirstyta apkrova, kol apatiniuose antspaudo įdėklo kraštuose pradėjo aiškiai matytis smulkūs įtrūkimai – naikinimo pradžios ženklas (4.4 pav.). Atitinkamos apkrovos vertės buvo užfiksuotos ir paimtos kaip vertė, kuriai esant plyšio pamato modelio medžiagoje pradeda formuotis ribinės būsenos sritys, t.y. už pirmosios kritinės apkrovos vertę.

Šios partijos eksperimento rezultatas buvo penkių aritmetinis vidurkis (kiekvienai modelių partijai, kurios vertė yra ta pati 2b/h3) vertės q3. Gautos penkios tokios eksperimentinės vertės; jie pateikti lentelėje Nr. 4.2.

Toje pačioje lentelėje pateikiamos atitinkamų apkrovų vertės, gautos remiantis skaičiavimais, atliktais naudojant kompiuterinę programą „Stability. Streso-įtempimo būsena“, sukurta VolgGASU. Atkreipkite dėmesį, kad visi skaičiavimai buvo atlikti naudojant šoninio slėgio koeficientą svaro = 0,75, o tai yra vidutinė molio dirvožemio vertė.

Eksperimentinių ir teorinių duomenų grafinis aiškinimas priklausomybių, tokių kaip q3=f ir baigtinių elementų metodas, forma.

Palyginus plastinių deformacijų plotus, sukonstruotus remiantis skaičiavimo rezultatais (4.6 pav.) jų pradžios momentui, ir OPD šiam nagrinėjamam atvejui, parodyta pav. 4.6c, matome jų praktinį tapatumą. opd- pav. 4.6. Plastinės deformacijos plotai plyšinio pagrindo modelio pagrindu, sudaryti iš įtempių, apskaičiuotų naudojant MTFKP (a; b) ir baigtinių elementų metodą (c)

Vadinasi, galima teigti, kad gauti eksperimentiniai duomenys sutampa su gautais skaičiavimais inžinerinei praktikai pakankamu tikslumu. Tai leidžia manyti, kad VolgGASU sukurtas inžinerinis plyšinio pamato laikomosios galios skaičiavimo metodas gali būti rekomenduotas praktiškai naudoti.

1. Plyšinio pamato laikomoji galia ant žemės nustatoma pagal šoninio paviršiaus ir jo pagrindo laikomosios galios sumą. Pirmasis terminas nustatomas pagal fizines ir mechanines atitveriančios grunto masės savybes, statybvietės hidrogeologines sąlygas, pamatų geometrinius matmenis, betono fizikines ir chemines savybes, koloidinio vandens prasiskverbimo laipsnį. -cemento tirpalas į duobės (tranšėjos) šlaitų grunto paviršinius sluoksnius, pamatų statybos technologija ir pan. Antrasis terminas priklauso nuo pado formos ir dydžio bei FMSG. Todėl galima nustatyti laikomąją galią išilgai pamato pagrindo, remiantis dirvožemio masės įtempių ir deformacijų būklės analize naudojant FEM ir MTFKP, o laikomąją galią išilgai šoninio paviršiaus - atliekant eksperimentinius tyrimus tiesiogiai statybvietė.

2. Remiantis sudėtingo kintamojo funkcijų teorijos metodais, gaunamos grafinės priklausomybės ir atitinkamos analitinės aproksimacijos, leidžiančios nustatyti laikomąją galią išilgai plyšinio pagrindo pagrindo visoms galimoms skaitinių reikšmių kombinacijoms. disertaciniame darbe naudotų projektavimo parametrų. Šie rezultatai sudarė kompiuterinės skaičiuoklės programos duomenų bazę, leidžiančią automatizuoti pamatų pagrindui priskirtinos laikomosios galios dalies skaičiavimo procesą.

3. Sukurtas ir patentuotas įrenginys, leidžiantis realiomis konkrečios statybvietės inžinerinėmis-geologinėmis sąlygomis nustatyti maksimalias specifinių trinties ir sukibimo jėgų, veikiančių monolitinių pamatų, pagamintų be klojinių, šoninį paviršių. dirvožemis.

Įtempius, veikiančius palei pamato pagrindą, apskaičiuojame pagal (4.1) – (4.3) formules. Pateikiame skaičiavimus lentelės forma (1 lentelė).

Lentelėje 1 γ f = 1,1 – apkrovos ir sienos svorio saugos koeficientas;

γ f = 1,2 – toks pat, prie aktyvaus dirvožemio slėgio.

1 lentelė

Standartinė jėga, kN	Projektinė jėga, kN	Petys, m	Momentas, kNm
G st = . . (6 – 1,5) . 24 = 175	G g = 1,1 . 175 = 192,5	0,1	- 19,3
G f = (1,5,3 - 0,24 = 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	E A 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

Tiesinė skalė: 1 ¸…..

Slėgio skalė: 1...

Ryžiai. 9 Poncelet statyba. Skaičiavimo pavyzdys

Apskaičiuojame momentus ašių, einančių per pamato pagrindo svorio centrą (taškas O 10 pav.), atžvilgiu. Rezultatai aktyvus ir pasyvus E n Slėgio intensyvumo diagramų svorio centro lygyje taikome slėgį sienai. Sienos ir pamato svoris yra atitinkamo elemento svorio centre.

Jėgų svirties galima paimti į mastelį pagal brėžinį arba rasti analitiškai.

Apskaičiuotų vertikalių jėgų suma N 1 = 192,5 + 113,6 + 61,6 = 367,7 kN.

Projektavimo jėgų momentų suma M 1= - 19,3 + 5,7 + 771,3 - 73,9 - 9,3 = 674,5 kNm.

Sienos pamato pagrindo plotas ir atsparumo momentas pagal (4.4) ir (4.5) formules

A = b . 1 = 3 . 1 = 3 m2;

W = = 1,5 m 3.

p vid= = = 122,6 kPa;

р ma x = 572,3 kPa, р min =- 327,1 kPa.

Ryžiai. 10. Sienos skerspjūvis, ją veikiančios jėgos ir įtempių diagrama išilgai pamato pagrindo

Įtempių diagramos palei sienos pagrindą parodytos Fig. 10.

Palyginkime rastas įtampas su apskaičiuota varža:

p av = 122,6 < = 631,4 кПа;

p m ax = 572,3 < = 757,7 кПа;

р min =- 327,1 < 0

Iš trijų sąlygų netenkinama paskutinė, t.y. Tempimo įtempiai veikia išilgai užpakalinio pado krašto, o tai neleidžiama.

Sienos stabilumo nuo apvirtimo ir pasislinkimo išilgai pamato pagrindo apskaičiavimas

Stabilumas nuo apvirtimo apskaičiuojamas pagal (4.7) formulę. Laikymo ir apvertimo momentus apskaičiuojame lentelės pavidalu (2 lentelė).

2 lentelė

Lentelėje Skaičiuojami 2 momentai, palyginti su priekiniu sienos pamato paviršiumi (taškas O 1 10 pav.), γ f = 0,9 - apkrovos ir sienos svorio saugos koeficientas.

1,38 > = 0,73,

tie. sąlyga (4.7.) netenkinama.

Sienos atsparumas šlyčiai išilgai pamato pagrindo apskaičiuojamas pagal (4.8) formulę, naudojant duomenis

Šlyties jėga r 1 = E ag – E p = 321,4 – 18,5 = 302,9 kN.

Laikymo jėga z 1 = Ψ (G c t + G f + E aw) = 0,3 . (157,5 + 93 + 61,6) = 93,6 kN.

Čia Ψ = 0,3 yra mūro trinties į žemę koeficientas (8 lentelė, 2 priedas):

3,24 > = 0,82,

tie. sąlyga (4.8) netenkinama.

Rezultato padėties patikrinimas

M II ir N II apskaičiavimas atliekamas pagal formulę (4.9), kai apkrovos saugos koeficientai = 1, naudojant lentelės duomenis. 1.

Ekscentriškumas

e 0 = = = 1,68 m;

0,5 m;

3,36 > = 0,8

tie. ir šis patikrinimas neatliekamas.

Atlikti patikrinimai parodė, kad užduotyje nurodyta atraminė sienelė neatitinka daugumos statybos reglamente nustatytų reikalavimų. Sieną reikia pertvarkyti. Yra keletas būdų, kaip pasiekti standartų reikalavimus:

Padidinkite sienos pagrindo plotį;

Pakeiskite nuolydį ir padidinkite galinio sienos paviršiaus šiurkštumą;

Padarykite sieną masyvesnę;

Sumažinkite aktyvųjį slėgį pakeisdami užpildą žeme su dideliu vidinės trinties kampu ir pan.

PROGRAMOS

Kursinio darbo užduotis

"Atraminės sienelės skaičiavimas"

Užduoties pasirinkimo paaiškinimai

Mokytojas duoda mokiniui keturių skaitmenų užduoties kodą.

Pirmasis skaičius nurodo sienos matmenų parinktį (1 lentelė).

Antrasis – užpildo grunto charakteristikų variantas (2 lentelė).

Trečiasis – po pamato pagrindu gulinčio grunto charakteristikų variantas (3 lentelė).

Ketvirtasis variantas – tolygiai paskirstyta apkrova užpildo paviršiuje (4 lentelė).

Pavyzdžiui, mokiniui suteikiamas kodas 1234. Tai reiškia, kad mokinys pagal lentelę. 1 paima = 1 m; b = 3 m ir tt; pagal lentelę 2 γ сс = 19; φ = 29 laipsniai ir tt; pagal lentelę 3 gruntas – rupus smėlis, γ сс = 19,8; ω = 0,1 ir tt; pagal lentelę 4 q = 50 kPa.

Fig. 11 paveiksle parodytas atraminės sienelės skerspjūvis su raidiniais matmenų žymėjimais, kurių reikšmės turėtų būti paimtos iš lentelės. 1.

Ryžiai. 11. Atraminės sienelės skerspjūvis

Kursinio darbo pradiniai duomenys

1 lentelė

Sienos matmenys

vardas	Pavadinimai	Matmenys	Galimybės

Viršutinis plotis		m		1,2	1,4	1,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,4	1,6
Pado plotis	b	m				5,5	2,5	3,5	4,5	5,5	3,5	4,5
Aukštis	N	m
Klojimo gylis	d	m	1,5		2,5		1,5		2,5		1,5
Galinis nuolydis	ε	kruša							- 2	- 4	-6	-8

Užpildymo dirvožemio savybės

2 lentelė

vardas

Pavadinimai

Matmenys

Galimybės

Specifinė gravitacija

γ zas

kN/m3

Vidinės trinties kampas

kruša

Grunto trinties kampas užpakalinėje sienos pusėje

kruša

Užpildymo paviršiaus nuolydis

kruša

- 2

- 4

- 6

- 8

- 10

Grunto po sienos pamato pagrindu charakteristikos

3 lentelė

vardas	Pavadinimai	Matmenys	Galimybės

Gruntavimas	-	-	smulkaus smėlio	šiurkštus smėlis	priesmėlis	priemolis	molis
Specifinė gravitacija	γ	kN/m3	18,5	19,2	19,8	19,0	20,2	20,1	18,3	21,4	21,0	21,8
Drėgmė		-	0,2	0,23	0,1	0,19	0,2	0,2	0,45	0,16		0,14
Kietųjų dalelių savitasis svoris	γs	kN/m3	26,4	26,6	26,8	26,5	26,7	26,8	26,0	27,3	27,5	27,6
Derlumo stiprumas		-	-	-	-	-	0,24	0,24	0,54	0,24	0,33	0,34
Riedėjimo limitas		-	-	-	-	-	0,19	0,19	0,38	0,14	0,15	0,16

4 lentelė

Užduotyje pateikiami tik tie pradiniai duomenys, kurie atitinka iš mokytojo gautą kodą.

Atraminė sienelė nubrėžiama pagal mastelį pagal nurodytus matmenis.

Atraminės sienelės projektavimo užduotis nepakeičia kursinio darbo titulinio lapo.

Dizaino pavyzdys

Valstybinė aukštojo profesinio mokymo įstaiga

Panagrinėkime, kaip pavyzdį, ekscentriškai apkrauto laisvai stovinčio pamato apskaičiavimą (žr. diagramą su pagrindiniais priimtais užrašais).

Visos palei pamato kraštą veikiančios jėgos sumažinamos iki trijų komponentų pamato pagrindo plokštumoje N, T, M.

Skaičiavimo veiksmai atliekami tokia seka:

1. Nustatome komponentus N, T, M, kuriuos bendriausiu atveju galima užrašyti taip:

2. Nustačius pamato matmenis, kaip ir centralizuotai apkrautam pamatui - (I aproksimacija), ir žinant jo plotą - A, randame jo briaunos įtempius P max, min. (Manome, kad pagrindas yra stabilus šlyčiai).

Iš medžiagų atsparumo konstrukcijoms, kurios patiria gniuždymą su lenkimu, žinoma, kad:

Stačiakampio pagrindo padas gali būti parašytas:

Tada, pakeisdami priimtą žymėjimą į stiprumo formulę, gauname:

Kur ℓ yra didesnis pamato dydis (pamato pusė, kurios plokštumoje veikia momentas).

- remiantis skaičiavimo duomenimis, nesunku sukonstruoti kontaktinių įtempių po pamato pagrindu schemas, kurios paprastai pateikiamos schemoje.

Remiantis SNiP, buvo nustatyti kraštinių įtempių verčių apribojimai:

P min / P max ≥ 0,25 - esant krano apkrovai.
P min / P max ≥ 0 - visiems pamatams, t.y. nuplėšti padą yra nepriimtina.

Grafinėje formoje šie įtempių apribojimai po ekscentriškai apkrauto pamato pagrindu (1, 2) neleidžia naudoti paskutines dvi kontaktinių įtempių diagramas, parodytas diagramoje. Tokiais atvejais reikia perskaičiuoti pamatą, pasikeitus jo matmenims.

Pažymėtina, kad R nustatomas pagal plastinių deformacijų zonų išsivystymo sąlygą abiejose pamato pusėse, o esant ekscentriškumui (e), vienoje pusėje susidarys plastinės deformacijos. Todėl įvedamas trečias apribojimas:

P max ≤1,2R – tuo tarpu P av ≤ R.

Jei pamato pagrindas yra nuplėštas, t.y. Р min< 0, то такие условия работы основания не допустимы (см. нижний рисунок). В этом случае рекомендуется уменьшить эксцентриситет методом проектирования несимметричного фундамента (смещение подошвы фундамента).

Skyriai

Nuolatinis šio skyriaus adresas: website/learning/basesandfoundations/Open.aspx?id=Chapter3

Kur b- bematis koeficientas lygus 0,8;

szp,i i grunto sluoksnis nuo slėgio išilgai pamato pagrindo pII, lygus pusei nurodytų įtampų viršuje sumos zi- 1 ir apačioje zi

szу,i- vidutinė vertikaliojo normaliojo įtempio vertė in i grunto sluoksnis nuo savo svorio, pasirinkto kasant pamatų duobę, lygus pusei nurodytų įtempių viršuje sumos zi- 1 ir apačioje zi sluoksnio ribos, vertikaliai einančios per pamato pagrindo centrą;

labas Ir Еi- atitinkamai storis ir deformacijos modulis aš- dirvožemio sluoksnis;

Eei- deformacijos modulis aš--asis dirvožemio sluoksnis išilgai antrinės apkrovos šakos (nesant duomenų, leidžiama paimti lygų Eei= = 5Еi);

n- sluoksnių, į kuriuos padalintas suspaudžiamas pagrindo storis, skaičius.

Šiuo atveju vertikaliųjų normaliųjų įtempių pasiskirstymas išilgai pamato gylio imamas pagal 15 pav. parodytą schemą.

z nuo pamato pagrindo: szp Ir szу,i– vertikaliai einantis per pamato pagrindo centrą, ir szp,c– vertikaliai einantis per stačiakampio pamato kampinį tašką, nustatomas pagal formules:

Kur a- koeficientas, paimtas pagal 17 lentelę, atsižvelgiant į pamato pagrindo formą, stačiakampio pamato kraštinių santykį ir santykinį gylį, lygų: x (x=2z/b– nustatant szp Ir x=z/b– nustatant szp,s);

pII- vidutinis slėgis po pamato pagrindu;

szg,0 - pamato pagrindo lygyje (planuojant imamas pjovimas szg, 0 = d, nesant planavimo ir planavimo su patalyne szg, 0 = = dn, Kur - dirvožemio, esančio virš pagrindo, savitasis svoris, d Ir dn– nurodyta 15 paveiksle).

Vertikalus įtempis dėl paties dirvožemio svorio szg z nuo pamato pagrindo, nustatoma pagal formulę

(35)

kur yra grunto, esančio virš pamato pagrindo, savitasis svoris (žr. 3.2 punktą);

dn- pamato gylis nuo natūralios žymės (žr. 15 pav.);

gII Ir labas- atitinkamai savitasis svoris ir storis i dirvožemio sluoksnis.

Žemiau po gruntinio vandens lygio, bet aukščiau vandens telkinio esančio dirvožemio savitasis tankis turi būti įvertintas atsižvelgiant į vandens svėrimo efektą pagal (11) formulę.

Kai nustato szg vandeniui atspariame sluoksnyje reikia atsižvelgti į vandens stulpelio, esančio virš nagrinėjamo gylio, slėgį (žr. 3.6 punktą).

Apatinė suspaudžiamo pagrindo storio riba imama gylyje z= Hc, kai tenkinama sąlyga szр = k× szg(Čia szр– papildomas vertikalus įtempis vertikaliame gylyje, einantis per pamato pagrindo centrą; szg– vertikalus įtempis nuo paties dirvožemio svorio), kur k= 0,2 pamatams su b£5 mln ir k= 0,5 pamatams su b> 20 m (esant tarpinėms vertėms k nustatoma interpoliacijos būdu).

Papildomi vertikalūs įtempiai szp,d, kPa, gylyje z nuo pamato pagrindo išilgai vertikalios linijos, einančios per atitinkamo pamato pagrindo centrą nuo slėgio išilgai gretimo pamato pagrindo, nustatomi algebrine įtempių suma szp,cj, kPa, fiktyvių pamatų kampiniuose taškuose (16 pav.) pagal formulę

Su nuolatine, tolygiai paskirstyta apkrova žemės paviršiuje su intensyvumu q, kPa (pavyzdžiui, nuo išlyginamojo pylimo svorio) vertės szp,nf pagal (36) formulę bet kokiam gyliui z nustatoma pagal formulę szp,nf = szp + q.

3 pavyzdys. Nustatykite laisvai stovinčio sekliojo pamato sėdimą. Inžinerinis geologinis pjūvis parodytas 17 pav. Pamatų matmenys: aukštis hf= 3 m; padas b´ l= 3´3,6 m Slėgis išilgai pamato pagrindo pII= 173,2 kPa. Dirvožemio savybės:

Sluoksnis - gII 1 = 19 kN/m3; E= 9000 kPa;

Sluoksnis - gII 2 = 19,6 kN/m3; gs= 26,6 kN/m3; e = 0,661; E= 14000 kPa;

Sluoksnis - gII 3 = 19,1 kN/m3; E= 18000 kPa.

Sprendimas. Laisvai stovinčio sekliojo pamato nuosėdos nustatomas pagal (31) formulę.

Nes pamato gylis mažesnis nei 5 m, į antrąjį formulės terminą neatsižvelgiama.

Su pamato pagrindo pločiu b£ 5 m ir dirvožemio sluoksnių nebuvimas su E < 5 МПа суммирование проводится до тех пор, пока szр netaps mažesnis nei 0,2× szg.

Pamatas pjauna tik vieną grunto sluoksnį - priesmėlio (17 pav.), todėl vidutinė skaičiuojama virš pagrindo gulinčių gruntų savitojo sunkio vertė taip pat lygi faktiniam priesmėlio savitajam sunkiui 19 kN/m3.

Mes randame szg, 0 = dn= 19 × 3,1 = 58,9 kPa; h= l/b= 3,6/3 = 1,2; 0,4× b= 0,4×3 = 1,2 m Pagrindą padalijame į sluoksnius, kurių storis ne didesnis kaip 0,4× b. Po pamato pagrindu esančių grunto sluoksnių storis leidžia pagrindą padalinti į 1,2 m storio sluoksnius.

Vertikalūs įtempiai gylyje z nuo pamato pagrindo szp Ir szу nustatoma pagal (32) ir (33) formules.

Koeficientas a randame interpoliuodami pagal 17 lentelę, priklausomai nuo stačiakampio pamato kraštinių santykio h o santykinis gylis lygus x=2z/b.

Vertikalus įtempis dėl paties dirvožemio svorio szg gylyje esančio sluoksnio riboje z nuo pamato pagrindo, nustatyto pagal (35) formulę.

Dumbliniam smėliui, esančiam žemiau gruntinio vandens lygio, nustatydami savitąjį svorį atsižvelgiame į vandens svėrimo efektą

Gyvenvietės skaičiavimai apibendrinti 18 lentelėje. Parametrai, nulėmę gniuždomųjų sluoksnių ribą, yra paryškinti kursyvu apatinėje lentelės eilutėje.

Skaičiavimo schema pamatų nuosėdoms nustatyti parodyta 17 paveiksle (diagrama szу nepavaizduota paveiksle).

18 lentelė

Nr. ige	z, m	x	a	h, m	szp, kPa	szg, kPa	g11, kN/m3	szg, kPa	0,2szg, kPa	kPa	kPa	E, kPa	m
			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
												S	0,0316

Fondo gyvenvietė yra S= 0,8 × 0,0316 = 0,025 m.

Įtempių nustatymas dirvožemio masėse

Įtempimai dirvožemio masėse, kurios yra konstrukcijos pagrindas, terpė ar medžiaga, atsiranda veikiant išorinėms apkrovoms ir paties dirvožemio svoriui.

Pagrindinės streso skaičiavimo užduotys:

Įtempių pasiskirstymas palei pamatų ir konstrukcijų pagrindą, taip pat išilgai konstrukcijų sąveikos su grunto masėmis paviršių, dažnai vadinamas kontaktiniai įtempiai;

Įtempių pasiskirstymas dirvožemio masėje dėl veikimo vietinė apkrova, atitinkantys kontaktinius įtempius;

Įtempių pasiskirstymas dirvožemio masėje dėl savo svorio veikimo, dažnai vadinamas natūralus slėgis.

3.1. Kontaktinių įtempių išilgai konstrukcijos pagrindo nustatymas

Pamatams ir konstrukcijoms sąveikaujant su gruntais, kontaktiniame paviršiuje atsiranda pamatai. kontaktiniai įtempiai.

Kontaktinių įtempių pasiskirstymo pobūdis priklauso nuo pamato ar konstrukcijos standumo, formos ir dydžio bei nuo pamatų gruntų standumo (atitikties).

3.1.1 Pamatų ir konstrukcijų klasifikavimas pagal standumą

Yra trys atvejai, atspindintys konstrukcijos ir pamato gebėjimą kartu deformuotis:

Absoliučiai standžios konstrukcijos, kai konstrukcijos deformuojamumas yra nereikšmingas, lyginant su pagrindo deformuojamumu ir nustatant kontaktinius įtempius, konstrukcija gali būti laikoma nedeformuojančia;

Absoliučiai lanksčios konstrukcijos, kai konstrukcijos deformuojamumas yra toks didelis, kad jis laisvai seka pagrindo deformacijas;

Baigtinio standumo konstrukcijos, kai konstrukcijos deformuojamumas proporcingas pagrindo deformuojamumui; šiuo atveju jie deformuojasi kartu, o tai sukelia kontaktinių įtempių persiskirstymą.

Konstrukcijos standumo vertinimo kriterijus gali būti lankstumo rodiklis pagal M. I. Gorbunovą-Posadovą.

Kur Ir - pagrindo grunto ir konstrukcinės medžiagos deformacijos moduliai; Ir – konstrukcijos ilgis ir storis.

3.1.2. Vietinių tampriųjų deformacijų ir tampriosios puserdvės modelis

Nustatant kontaktinius įtempius, svarbų vaidmenį atlieka pamato skaičiavimo modelio ir kontaktinės problemos sprendimo būdo pasirinkimas. Inžinerinėje praktikoje plačiausiai naudojami pamatų modeliai:

Tamprių deformacijų modelis;

Elastingas pusiau erdvės modelis.

Vietinių tamprių deformacijų modelis.

Pagal šį modelį reaktyvusis įtempis kiekviename kontaktinio paviršiaus taške yra tiesiogiai proporcingas pagrindo paviršiaus nusėdimui tame pačiame taške, o už pamato matmenų pagrindo paviršiaus nusėdimo nėra (3.1 pav.). a.):

Kur – proporcingumo koeficientas¸ dažnai vadinamas lovos koeficientu, Pa/m.

Elastingas pusiau erdvės modelis.

Šiuo atveju dirvožemio paviršius nusėda tiek apkrovos zonoje, tiek už jos ribų, o įlinkio kreivumas priklauso nuo dirvožemio mechaninių savybių ir gniuždomojo storio prie pagrindo storio (3.1.b. pav.):

kur yra bazinis standumo koeficientas, – paviršiaus taško, kuriame nustatoma gyvenvietė, koordinatė; - jėgos taikymo taško koordinatė ; – integravimo konstanta.

3.1.3. Pamatų standumo įtaka kontaktinių įtempių pasiskirstymui

Teoriškai kontaktinių įtempių diagrama po standžiu pamatu atrodo balno formos su be galo didelėmis įtempių vertėmis kraštuose. Tačiau dėl grunto plastinių deformacijų realiai kontaktiniai įtempiai pasižymi plokštesne kreive ir pamato krašte pasiekia dydžius, atitinkančius maksimalią grunto laikomąją galią (punktyrinė kreivė 3.2 pav. .a.)

Lankstumo indekso pokytis reikšmingai įtakoja kontaktinio įtempių diagramos pobūdžio pokytį. Fig. 3.2.b. kontaktų diagramos pateikiamos plokštumos uždavinio atveju, kai lankstumo indeksas t pakinta nuo 0 (absoliučiai standus pamatas) iki 5.

3.2. Įtempių pasiskirstymas grunto pamatuose dėl paties grunto svorio

Vertikalūs įtempiai nuo paties dirvožemio svorio z gylyje nuo paviršiaus nustatomi pagal formulę:

o natūralių įtempių diagrama atrodys kaip trikampis (3.3.a pav.)

Esant nevienalytei paklotai su horizontaliais sluoksniais, ši diagrama jau bus apribota laužta linija Oabv, kur kiekvieno segmento nuolydis sluoksnio storio ribose yra nustatomas pagal šio sluoksnio grunto savitojo sunkio vertę (1 pav. 3.3.b).

Paklotų nevienalytiškumą gali lemti ne tik skirtingų charakteristikų sluoksniai, bet ir gruntinio vandens lygiai grunto storio ribose (WL 3.3.c pav.). Šiuo atveju reikėtų atsižvelgti į dirvožemio savitojo svorio sumažėjimą dėl suspenduoto vandens poveikio mineralinėms dalelėms:

kur yra suspensijos dirvožemio savitasis svoris; - dirvožemio dalelių savitasis svoris; - vandens savitasis sunkis, lygus 10 kN/m3; – dirvožemio poringumo koeficientas.

3. 3. Grunto masės įtempių, atsirandančių dėl vietinės apkrovos poveikio jo paviršiui, nustatymas

Įtempių pasiskirstymas pamate priklauso nuo pamato plano formos. Statyboje dažniausiai naudojami juostiniai, stačiakampiai ir apvalūs pamatai. Taigi pagrindinė praktinė reikšmė yra įtempių skaičiavimas plokštumos, erdvinių ir ašiesimetrinių uždavinių atvejais.

Įtempiai pamate nustatomi tamprumo teorijos metodais. Šiuo atveju pagrindas laikomas elastinga pusiau erdve, be galo besitęsiančia į visas puses nuo horizontalaus apkrovimo paviršiaus.

3.3.1. Vertikalios koncentruotos jėgos veikimo problema

J. Boussinesq'o 1885 m. gautas vertikalios koncentruotos jėgos, veikiančios elastingos puserdvės paviršių, veikimo problemos sprendimas leidžia nustatyti visus įtempių ir deformacijų komponentus bet kuriame puserdvės taške. erdvė dėl jėgos veikimo (3.4.a pav.).

Vertikalūs įtempiai nustatomi pagal formulę:

Superpozicijos principu galime nustatyti vertikaliojo gniuždymo įtempio reikšmę taške veikiant keletui koncentruotų jėgų, veikiančių paviršių (3.4.b pav.):

1892 m. Flamandas gavo vertikalios koncentruotos jėgos sprendimą plokštumos uždavinio sąlygomis (3.4.c pav.):

; ; , kur (3,8)

Žinant apkrovos pasiskirstymo paviršiuje apkrovos kontūre dėsnį, šiame kontūre integruojant išraišką (3.6) galima nustatyti įtempių vertes bet kuriame pagrindo taške ašimetrinės ir erdvinės apkrovos atveju ( 3.5 pav.), o integruojant išraišką (3.8) – plokščios apkrovos atveju.

3.3.2. Plokščioji problema. Tolygiai paskirstytos apkrovos veikimas

Pagrindo įtempių skaičiavimo schema esant plokštumos problemai, veikiant tolygiai paskirstytai intensyvumo apkrovai parodyta pav. 3.6.a.

Tikslias įtempių komponentų nustatymo išraiškas bet kuriame elastingos pusės erdvės taške gavo G. V. Kolosovas:

kur, yra įtakos koeficientai, priklausantys nuo bematių parametrų ir ; ir – koordinačių taškai, kuriuose nustatomi įtempiai; – pakrovimo juostos plotis.

Fig. 3.7. a-c pavaizduoti izoliuotų linijų pavidalu, įtempių pasiskirstymas dirvožemio masėje plokščios problemos atveju.

Kai kuriais atvejais, analizuojant pamato įtemptąją būseną, patogiau naudoti pagrindinius įtempius. Tada pagrindinių įtempių vertes bet kuriame elastingos pusės erdvės taške, veikiant tolygiai paskirstytai juostos apkrovai, galima nustatyti naudojant I. H. Mitchell formules:

kur matomumo kampas, kurį sudaro spinduliai, sklindantys iš tam tikro taško į apkrautos juostos kraštus (3.6.b pav.).

3.3.3. Erdvinė užduotis. Tolygiai paskirstytos apkrovos veikimas

1935 m. A. Love iš intensyvumo apkrovos gavo vertikalių gniuždymo įtempių vertes bet kuriame pagrindo taške. , tolygiai paskirstytas stačiakampio dydžio plote.

Praktiškai įdomūs yra įtempių komponentai, susiję su vertikale, nubrėžta per kampinį tašką šis stačiakampis, o veikiantis vertikaliai einantis per jo centrą (3.8 pav.).

Naudodami įtakos koeficientus galime parašyti:

kur - ir - yra atitinkamai kampinių ir centrinių įtempių įtakos koeficientai, priklausantys nuo apkrauto stačiakampio kraštinių santykio ir santykinio taško, kuriame nustatomi įtempiai, gylio.

Yra tam tikras ryšys tarp vertybių ir.

Tada pasirodo patogu formules (3.11) išreikšti per bendrąjį įtakos koeficientą ir parašyti jas forma:

Koeficientas priklauso nuo bematių parametrų ir: , (nustatant kampinį įtempį), (nustatant įtempį po stačiakampio centru).

3.3.4. Kampinio taško metodas

Kampinio taško metodas leidžia nustatyti pagrindo gniuždymo įtempius išilgai vertikalios linijos, einančios per bet kurį paviršiaus tašką. Galimi trys sprendimai (3.9 pav.).

Tegul vertikalė praeina per tašką , guli ant stačiakampio kontūro. Padalijus šį stačiakampį į dvi taip, kad taškas M buvo kampinis įtempis kiekvienam iš jų, įtempiai gali būti pavaizduoti kaip I ir II stačiakampių kampinių įtempių suma, t.y.

Jei taškas yra stačiakampio kontūro viduje, tada jį reikia padalyti į keturias dalis, kad šis taškas būtų kiekvieno komponentinio stačiakampio kampinis taškas. Tada:

Galiausiai, jei taškas yra už pakrauto stačiakampio kontūro, tada jis turi būti užpildytas taip, kad šis taškas vėl taptų kampiniu tašku.

3.3.5. Pamato formos ir ploto įtaka plane

Fig. 3.10. Įprastų įtempių schemos buvo sudarytos išilgai vertikalios ašies, einančios per kvadratinio pamato centrą ties (1 kreivė), juostiniu pamatu (2 kreivė), taip pat su pločiu (kreivė 3).

Erdvinės problemos (1 kreivė) atveju įtempiai mažėja didėjant gyliui daug greičiau nei plokštumos uždaviniui (2 kreivė). Padidėjęs pamato plotis ir atitinkamai plotas (3 kreivė) lemia dar lėtesnį gylio įtempių susilpnėjimą.

Šiuolaikiniais tyrimo metodais neįmanoma nustatyti tikrosios pamatų gruntų įtempių būklės. Daugeliu atvejų jie apsiriboja vertikalių įtempių, atsirandančių dėl viršutinių dirvožemio sluoksnių svorio, apskaičiavimu. Šių įtempių diagrama išilgai vienalyčio dirvožemio sluoksnio gylio atrodys kaip trikampis. Naudojant sluoksniuotą patalynę, diagrama ribojama laužta linija, kaip parodyta Fig. 9 (linija abсde).

Gylyje z vertikalus įtempis bus lygus:

čia γ0i – i-ojo sluoksnio grunto tūrinė masė t/m3; hi – i-ojo sluoksnio storis m; n yra nevienalyčių sluoksnių skaičius pagal tūrinį svorį nagrinėjamame gylyje z. Pralaidžių dirvožemių, esančių žemiau požeminio vandens lygio, tūrinis svoris imamas atsižvelgiant į vandens sveriamą poveikį:

čia γу – kietųjų dirvožemio dalelių savitasis svoris t/m3; ε – natūralaus dirvožemio poringumo koeficientas.

Naudojant monolitinius, praktiškai vandeniui atsparius molius ir priemolius, tais atvejais, kai juos dengia pralaidaus grunto sluoksnis, kurio pjezometrinis požeminis vanduo yra žemiau viršutinių sluoksnių gruntinio vandens lygio, į vandens svėrimo poveikį neatsižvelgiama. Jei dirvožemyje, pavaizduotame pav. 9, ketvirtas sluoksnis buvo monolitinis tankus molis ir požeminiame vandeningajame sluoksnyje požeminis vanduo turėtų pjezometrinį lygį žemiau viršutinio sluoksnio gruntinio vandens lygio, tada molio sluoksnio paviršius būtų vandeningasis sluoksnis, gaudamas slėgį iš vandens sluoksnio. Šiuo atveju vertikalių įtempių diagrama būtų pavaizduota laužta linija abcdmn, kaip parodyta Fig. 9 punktyrinė linija.

Atkreiptinas dėmesys, kad veikiant įtempimams dėl savos natūralaus grunto svorio, pamato deformacijos (išskyrus šviežiai supiltus pylimus) laikomos jau seniai išnykusiomis. Esant dideliam storio vandens prisotintam, labai gniuždomam dirvožemiui, kuris pasižymi valkšnumu, kartais tenka atsižvelgti į nepilną filtravimo konsolidaciją ir šliaužimą. Šiuo atveju pylimo apkrova negali būti laikoma apkrova nuo paties grunto svorio.

Pagrindinė sąlyga, kurios turi būti laikomasi projektuojant pamatus, yra:

čia: P yra priimtų matmenų vidutinis slėgis po pamato pagrindu

čia: - projektinė pamato krašto apkrova duotoje atkarpoje, kN/m;

Pamato svoris 1 bėgimo metrui, kN/m;

Grunto svoris ant pamatų atbrailų, kN/m;

b - pamato pagrindo plotis, m;

R - apskaičiuotas grunto atsparumas po pamato pagrindu, kPa

kur: - plokštės svoris 1 p. m., kN/m;

Pamatų blokų svoris 1 einamajame metre, kN/m;

Mūrinio mūro svoris 1 tiesiniam metrui, kN/m;

kur: - grunto svoris ant 1 atbrailos (be betono), kN/m;

Grunto svoris ant 2 atbrailos (su betonu), kN/m;

kur: - grunto plotis ant atbrailos, m;

Grunto aukštis ant atbrailos, m;

g"II - vidutinė dirvožemio, esančio virš pamato pagrindo, savitojo svorio vertė;

kur gсf =22 kN/m.

1 skyrius -1

n"g= n""g = 0,6 1 0,62 16,7 + 0,6 0,08 1 22 = 7,2684 kN/m

349,52 kPa< 365,163 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

2 skyrius -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 kPa< 362,437 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

3 skyrius -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 kPa< 347,0977 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

4-4 skyrius

n"g= n""g = 0,2 1 0,62 16,7 + 0,2 0,08 1 22 = 2,4228 kN/m

352,7268 kPa< 462,89 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

5 skyrius -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 kPa< 359,0549 кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

6-6 skyrius

n"g = n""g = 0,2 1 0,62 16,7 + 0,2 0,08 1 22 = 2,43 kN/m

275,2525 kPa< 352,95кПа, проходит по напряжениям - принимаем.

DIRVOŽEMIO PAGRINDŲ NUOSTATŲ NUSTATYMAS SLUOKSNIU PO SLUOKSNIU SANTRAUKOS METODU

Mes laikome judriausią 2-2 skyrių.

1. Grunto storis po pamato pagrindu iki ne mažesnio kaip 4b = 4 · 1,6 = 6,4 m gylio yra padalintas į elementarius sluoksnius, kurių storis ne didesnis.

hi = 0,4 b = 0,4·1,6=0,64 m.

2. Nustatykite atstumą nuo pamato pagrindo iki kiekvieno elementariojo sluoksnio viršutinės ribos zi (m).
3. Nustatykite įtempius pagal paties grunto svorį, veikiančią pamato pagrindo lygyje:

4. Nustatykite įtempį pagal dirvožemio svorį kiekvieno elementaraus sluoksnio apatinėje riboje pagal formulę:

5. Nustatykite įtempį pagal paties dirvožemio svorį prie pagrindinių sluoksnių ribos:

6. Konstruojame įtempių diagramas nuo paties grunto svorio į kairę nuo pamatų ašies ties pagrindinių sluoksnių riba - .
7. Nustatome papildomus gniuždymo įtempius ties kiekvieno elementariojo sluoksnio viršutine riba iš konstrukcijos

kur: p0 - papildomas slėgis pamato pagrindo lygyje

čia: p - vidutinis faktinis slėgis po pamato pagrindu;

I – koeficientas (5.1 lentelė [1]),

kur: - apibūdina pamato pagrindo formą ir matmenis,

r - santykinis gylis, .

8. Sukonstruojame papildomų įtempimų diagramas.

9. Nustatyti žemutinę grunto pagrindo gniuždomojo storio ribą. Diagramų ir susikirtimo taškas imamas kaip apatinė grunto pamato gniuždomojo storio riba.

Norėdami tai padaryti, mes sukuriame diagramą į dešinę nuo z ašies. Hc = m

10. Iš konstrukcijos apkrovos nustatykite vidutinį įtempį elementariuose sluoksniuose: