РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ
Среднее давление под подошвой фундамента не должно быть больше расчетного сопротивления грунта основания R. Этот критерий справедлив для предварительного вычисления деформаций по схеме линейно деформируемого слоя. При этом должны соблюдаться ряд требований:
– ширина фундамента не должна быть более 10 м;
– среднее давление под подошвой не должно быть менее 150 кПа, и более 500 кПа;
– заглубление фундамента не должно быть более 5 м;
– грунты, залегающие под фундаментом, должны иметь модуль деформации не менее 10 MПa.
Расчетное сопротивление грунта основания R вычисляется по стандартной методике, изложенной в СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83».
ОЛЕГ ОЗМИДОВ: Формула расчетного сопротивления грунта безнадежно устарела
Геотехническая лаборатория АО «МОСТДОРГЕОТРЕСТ» нередко выступает с яркими заявлениями, подвергающими ревизии традиционно устоявшиеся представления в инженерной геологии и геотехнике. Вот и сегодня наш собеседник, президент и научный руководитель этой организации Олег Озмидов, рассказал о том, что всем известный и используемый в модели Мора-Кулона модуль деформации Е определяется без учета особенностей грунтов. Следствие этого – огромные экономические потери на этапе строительства фундаментов сооружений. Также им предлагается новая формула для расчета сопротивления грунта.
Ред.: Олег Ростиславович, расскажите, пожалуйста, о новых разработках лаборатории АО «МОСТДОРГЕОТРЕСТ».
О.О.: В рамках наших курсов повышения квалификации, которые регулярно проводятся на базе нашей лаборатории, в частности, для экспертов Мосгосэкспертизы, мы прорабатываем вопрос правильного определения модуля деформации E. Удивительно, но получать его специалисты до сих пор не научились.
В российских нормативных документах есть два модуля деформации – Е и Е 50 . Вторая характеристика, на самом деле, обозначает не модуль деформации, а является параметром гиперболической зависимости между напряжением и деформацией в нелинейной модели HS или HSS. А упругий модуль деформации Е – это основной параметр линейной модели Мора-Кулона, которой специалисты пользуются уже более 100 лет. Определяют его, как выясняется, не верно. И это несмотря на огромное множество научных диссертаций по деформируемости грунтов и большое количество соответствующих нормативных документов.
Ред.: Почему Вы так в этом уверены?
О.О.: В ГОСТ 12 248.3 2016 сказано, что модуль Е определяется на интервале кривой девиаторного нагружения от бытового давления ρ gh до 1,6 ρ gh. Предполагается, что это линейный участок кривой напряжения. Однако фактически это не так. Этот участок может выйти в зону разрушения грунта или оказаться в зоне «microstrain», то есть за пределами строительных деформаций в рамках сжимаемой толщи. В результате модуль Е не будет иметь ничего общего с реальной деформацией грунта под сооружением.
Приходится признать, что в этом есть и наша вина, мы тоже участвовали в написании данного нормативного документа и пропустили этот момент.
Ред.: В каких расчетах и на что влияет данный параметр?
О.О.: Прежде всего, этот показатель учитывается при расчете осадки сооружения. Напомню, основное требование к этому параметру – осадка не должна превышать предельно допустимую, которая, в свою очередь, определяется отраслевыми сводами правил. Например, для сверхпрочных зданий она составляет 18 сантиметров. А если модуль деформации получается с точностью, условно говоря, плюс-минус 300%, как это происходит сейчас, то ни о каких точных значениях расчета осадки говорить не приходится. Следствие этого – огромные перерасходы средств на этапе строительства фундамента в одном случае, или большой риск возникновения аварийных деформаций здания в другом.
Ред.: В чем заключается проблема, на Ваш взгляд?
О.О.: Дело в том, что не всегда возможно найти этот линейный участок, прописанный в ГОСТ. Указанный диапазон от 1 до 1,6 ρ gh – это произвольный участок кривой, который может быть как линейным, так и не линейным. Предыдущая редакция ГОСТ 12 248 2010 допускала возможность визуального определения линейного участка интерпретатором. Однако такой подход никого не устраивал, прежде всего, экспертов. Потому что в результате геолог мог получить абсолютно любой модуль деформации на свое усмотрение. Более того, при большом желании можно найти несколько таких псевдолинейных участков и выбрать такой, чтобы получившийся модуль был похож на табличное значение. Но по факту строительства обнаруживалось, что осадки сооружения совершенно другие.
Составители последней редакции ГОСТ попытались устранить этот субъективизм, но получилось весьма неудачно, к сожалению. Мы подготовили письмо в НИИОСП с просьбой дать разъяснения по данному вопросу, потому что у наших заказчиков возникают определенные проблемы из-за сложившейся ситуации.
Ред.: Вы придумали, как можно точно определять модуль деформации E?
О.О.: Есть совершенно четкие критерии, основанные на таком понятии, как расчетное сопротивление грунта. Это то давление, которое можно приложить к грунту, не выходя за линейный участок кривой нагружения. Кстати, хочу отметить, что многие неверно считают, что этот термин обозначает максимальное давление, которое может выдержать грунт. Это не так: грунт может выдержать гораздо большее давление, но работать при этом будет уже нелинейно. У нас же стоит задача получить модуль именно на линейном участке, то есть, когда грунт еще работает как пружина, показывая один и тот же модуль при прямом и обратном нагружении. То есть если взять интервал от бытового давления до расчетного сопротивления грунта, то мы как раз получим значение модуля деформации на линейном участке. К случаю отмечу, что термин «бытовое давление» пришло время заменить на более обоснованный с физической точки зрения — «геостатическое давление».
Однако важно понимать, что формула расчетного сопротивления грунта не менялась около 70 лет и, разумеется, безнадежно устарела. На момент ее разработки считалось, что не бывает переуплотненных грунтов, рассматривалось только изотропное напряженное состояние с одинаковыми горизонтальными и вертикальными напряжениями, не измерялось поровое давление и т.д. Поэтому несмотря на то, что формула очень длинная, она не точна.
Мы поработали и создали формулу, учитывающую также все названные параметры. И уже получили одобрение ряда экспертов. Её вид мы представим в последующей статье. Следовательно, если мы будем в конечном счете выделять линейный участок на кривой от бытового давления с учетов взвешивающего эффекта грунтовых вод и принимать это за первую точку напряжения, а за вторую точку брать расчетное сопротивление грунта по усовершенствованной формуле с учетом реального напряженного состояния и истории нагружения грунта, тогда мы получим истинное значение упругого модуля деформации Е. При этом мы должны учитывать, что в случае глубоких котлованов (более 5 метров) линейный участок мы должны получать по кривой повторного нагружения.
Таким образом, учитывая вышеизложенные положения, сможем смело пользоваться моделью Мора-Кулона в линейном диапазоне зависимости «напряжение-деформация», а также будем абсолютно точно знать, на каком этапе нагружения модель Мора-Кулона перестает работать и для точного расчета осадки необходим переход к нелинейной модели, например, HS, HSS, SS, SSC.
Ред.: А если речь идет не о выемке, а о насыпи, например, для автомобильной или железной дороги. Как в таком случае считать модуль деформации?
О.О.: Следует понимать, что любая грунтовая насыпь – это сооружение. Поэтому необходимо рассматривать грунтовый массив под дополнительной нагрузкой. Обычно насыпи на слабых грунтах высотой до 6 метров позволяют оставаться в линейной зоне кривой нагружения. А при большей высоте насыпи мы уже выходим за расчетное сопротивление грунтов и требуется переход к нелинейной модели, поскольку модель Мора-Кулона даст совершенно неверный результат.
Ред.: Заказчики соглашаются с такой постановкой вопроса?
О.О.: С этим, конечно, все непросто. Сейчас устоялась такая практика, что заказчики с ограниченным бюджетом несмотря ни на какие доводы требуют использовать исключительно линейную модель Мора-Кулона. Даже тогда, когда ее применение заведомо будет приводить к неточным результатам. А «богатые» заказчики везде прописывают применение нелинейных моделей, даже там, где они вовсе не нужны. Поэтому я уверен, что критерии применения той или иной модели должны быть четко прописаны в ГОСТ. В противном случае могут возникать неразрешимые споры между изыскателями и проектировщиками. Если в конечном счете возникнут проблемы в экспертизе, то виноватым окажется именно изыскатель, поскольку он не обеспечил исходными данными проектную документацию.
В связи с этим можно вспомнить цитату Цытовича, который говорил в свое время, что при расчете осадок важно не ошибиться на порядок, то есть в 10 раз. Конечно, при современном высотном строительстве такие подходы не допустимы.
В масштабе страны наши разработки позволят получить невероятный экономический эффект, исчисляемый экономией десятков и сотен миллиардов рублей ежегодно. Готовим публикацию по обозначенной теме. Конечно, думаю, у нас, как всегда, будет много оппонентов, но мы готовы к профессиональным дискуссиям.
Журнал остается бесплатным и продолжает развиваться.
Нам очень нужна поддержка читателей.
Поддержите нас один раз за год
модуль деформации & сопротивление грунта сжатию
можно сравнить модуль деформации основания из геологических изысканий с реакцией Rz под фундаментной плитой?
Просмотров: 45191
Регистрация: 19.06.2005
Сообщений: 3,396
Сообщение от telepuzik
можно сравнить модуль деформации основания из геологических изысканий с реакцией Rz под фундаментной плитой?
такое же, как я к балету. и т.п.
эти величины имеют различный физический смысл .
ps. что сподвигнуло к их сравнению (одинаковая размерность)? в частном случае, а если говорить о балке, то реакцию вполне можно считать как [Ньютон/метр]
Регистрация: 11.08.2005
Сообщений: 921
Сообщение от p_sh
такое же, как я к балету. и т.п.
эти величины имеют различный физический смысл .
В атомной теории прочности выводится подобная зависимость (м-ду пределом прочности и Юнгом) — как некий теоретический предел возможный для материала, получ. в космич. условиях
На практике думаю что эти величины, возможно и не связанны функционально, то уж кореллированны — точно.
Я знаю мех грунтов в пределах гимназического курса, поэтому не совсем понял вашу задачу. Не могли бы вы описать по подробнее — зачем это все ?
Регистрация: 05.02.2006
Сообщений: 63
если под фундаментной плитой будет возникать усилия сжатия больше, чем сопротивление грунта сжатию, то будут происходить большие деформации грунта, а это не есть хорошо.
поэтому и есть необходимость сравнить эти величины.
а в геологических изысканиях приведены модуль деформации, плотность и угол внутреннего трения
Регистрация: 19.06.2005
Сообщений: 3,396
, извиняюсь за смайл, но думаю в шуточной форме объяснение будет более понятным. Серьезность вопроса велика.
Сообщение от telepuzik
если под фундаментной плитой будет возникать усилия сжатия больше, чем сопротивление грунта сжатию,
Сообщение от telepuzik
то будут происходить большие деформации грунта,
вывод верен в том, что деформации действительно будут бОльшие при «нелинейной» работе грунта, чем при «линейной»., однако не очевидно, что они будут критическими., хотя во многих случаях это имеет место.
Сообщение от telepuzik
а это не есть хорошо.
Сообщение от telepuzik
поэтому и есть необходимость сравнить эти величины.
здесь требуется переуточнить какие величины .
Сообщение от telepuzik
а в геологических изысканиях приведены модуль деформации, плотность и угол внутреннего трения
есть также и другие источники, например СНиП. формула 7.
имеют место случаи, когда при слабых по несущей способности грунтах они, тем не менее, обладали хорошими деформационными качествами и наоборот.
если мои рассуждения и наводящие вопросы-ответы не навели вас на ответ, переспросите еще раз, постараюсь объяснить напрямую.
Сообщений: n/a
Сообщение от telepuzik
если под фундаментной плитой будет возникать усилия сжатия больше, чем сопротивление грунта сжатию, то будут происходить большие деформации грунта, а это не есть хорошо.
поэтому и есть необходимость сравнить эти величины.
а в геологических изысканиях приведены модуль деформации, плотность и угол внутреннего трения
Хм.
не усилия сжатия, а напряжения в грунте должны быть больше Е для развития пластики.
а расчетное сопротивление грунта основания зависит от угла внутреннего трения, удельного сцепления, ширины фундамента, и плотности грунта и никак не зависит от Е.
Регистрация: 03.03.2005
Забайкалье
Сообщений: 791
Вопрос- а что есть модуль- я так понимаю здесь- общей деформации грунтов?. Как он определяется- поднимите ГОСТ- полевые штамповые испытания. Штамп принимается абсолютно жестким (первое допущение). Далее- измерения напрямую зависят от размеров штампа- (практики, а не теоретики меня, наверное, поддержат)- второе. Формула Герсеванова-Пузуревского (ф.7 СНиПа)- получена при каких условиях развития пластики- да , на 1/4 от ширины вниз с краев.
В сравнении со штампом-по теории- у края абсолютно-жесткого штампа напряжения уходят в бесконечность- то бишь о каком развитии пластики можем говорить. все-же есть допущения..
| эти величины имеют различный физический смысл . |
а может не стоит так сразу. )))
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
Для telepuzik
Что такое «реакция Rz под фундаментной плитой«?
Регистрация: 26.01.2005
Сообщений: 296
Модуль общей деформации грунтов характеризует деформативность грунта только если напряжения в грунте не превышают расчетного сопротивления. Если напряжения превышают R зависимость P—>S носит явно нелинейный характер и соответственно определение деформаций основания должно выполняться методами нелинейной механики грунтов. В принципе существует масса упрощенных способов определить нелинейную осадку: например пособие к СНиП 2.02.01-83 п. 2.226.
ЗЫ: для этих же целей можно скачать программку DesCon 1.5 на этом сайте. Там есть возможность определять нелинейные осадки упрощенными (соответственно не самыми точными ) методами. Для решения контактных задач точность реализованных методов более чем достаточная.
__________________
Без претензий на истину. Все вышесказанное сугубо ИМХО.
Регистрация: 26.05.2004
Сообщений: 1,911
| имеют место случаи, когда при слабых по несущей способности грунтах они, тем не менее, обладали хорошими деформационными качествами и наоборот. |
Ага. согласен пример: район м. Пл Мужества г. СПб
с отметок ~5~20м идет пылеватый водонасыщеный песок. то чем затопило ее.
очень забавно поведение грунта при динамических нагрузках на него. чуть бульдозер не утонул
Сообщений: n/a
Что такое модуль деформации? мне кажется такая трактовка будет понятна большинству:
В диапазоне небольшого изменения напряжений зависимость между нагрузкой и деформацией грунта можно принять линейной и в этих пределах к грунтам как было предложено Герсевановым, применим закон Гука. Однако даже при малом диапазоне напряжений деформации грунта не являются полностью обратимыми, а всегда содержат в себе остаточную часть. Поэтому закон Гука справедлив лишь для процесса нагружения, и его, в отличие от закона упругости называют законом линейного деформирования. Соответственно Е – модуль линейной деформации. Модуль линейной деформации показывает линейную зависимость деформаций от нагрузки.
Модуль деформации используется для расчета именно деформаций.
Расчетное сопротивление грунта показывает несущую способность грунта, зависящую от его физических свойств (угол внутреннего трения, коэф. сцепления, плотности и т.п.) и от площади передачи нагрузки. Расчетное сопротивление грунта показывает, что: при нагрузке на грунт не превышающей расчетное сопротивление грунта мы можем пользоваться линейной зависимостью при расчете деформаций грунта (т.е. пользоваться модулем линейной деформации); а при нагрузке на грунт превышающей расчетное сопротивление по идее мы должны пользоваться нелинейными законами развития необратимых деформаций грунта.
И как правильно уже говорили при большом модуле деформации расчетное сопротивление может быть оч маленьким и наоборот.
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
Я повторю свой вопрос:
Что такое «реакция Rz под фундаментной плитой«? Сдается мне, что под этим подразумевается реакция упругого основания в центре тяжести конечного элемента плиты при расчете по Лире или SCAD’у, в которых, как известно, принята модель коэффициента постели (коэффициента жесткости основания). Но эта величина (Rz) никакого отношения к расчетному сопротивлению грунта не имеет. И деформации плиты при таком расчете нельзя считать деформацией основания. Допустим, коэф. жесткости основания подсчитан достаточно точно, и правильно определено расчетное сопротивление подстилающего слоя грунта. Тогда можно сравнить Rz с расчетным сопротивлением грунта и если Rz не превышает последнего, то можно посчитать осадку фундамента в линейной постановке в зависимости от модуля деформации грунта, хоть методом послойного суммирования. Об этом, мне кажется, и говорит ЛИС.
Однако, не надо забывать и о жесткости самой фундаментной плиты.
Регистрация: 19.06.2005
Сообщений: 3,396
Сообщение от Profan
И деформации плиты при таком расчете нельзя считать деформацией основания.
от чего же, при таком то допущении .
Сообщение от Profan
Допустим, коэф. жесткости основания подсчитан достаточно точно
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
От того же, что при расчете по той же Лире, нас в первую очередь интересуют деформации ПЛИТЫ, ее прочность и армирование. Но реальной картины деформаций ОСНОВАНИЯ мы не получим. А насчет «достаточно точно» — это значит, что мы угадаем с какой-то степенью вероятности истинное значение коэффициента жесткости основания, а табличные значения дают разброс в 10 раз. Правда, в последние версии Лиры и МОНОМАХА введен автоматический подсчет коэффициентов жесткости основания на сжатие и сдвиг, и в принципе можно задать свои коэффициенты жесткости для локальных участков плиты. Тогда картина деформаций (перемещений) будет более реальной, но опять-таки зависящей от жесткости плиты.
Сообщений: n/a
Profan
Вы пробовали сопоставлять расчеты осадок основания ручками несколькими спососбами с расчетом осадок плиты в СКАДе (ЛИРЕ) и с упругим расчетом в том же дизайн старе?
мы периодически проводим такие «эксперименты» — как правило отличия составляют 10-20 % что для расчета осадок основания с их допущениями очень даже хорошая точность. Но это все упругие расчеты.
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
Скажу так: наших конструкторов больше волновали относительные деформации плиты для оценки перекоса здания, чем абсолютные осадки грунта. Если расчет вырезанного фрагмента фундаментной плиты показывал осадку меньше 8 см, то считалось, что все в порядке. В спорных случаях обращались в соответствующие специализированные фирмы (институты). Из программных продуктов у нас были Лира, МОНОМАХ, ФОК.
проектирование гидротехнических сооружений
Регистрация: 20.02.2006
Сообщений: 5,022
Ух нифига-себе галдёж подняли из-за детского вопроса. Жалко вас не слышат ваши бывшие преподаватели или нынешние начальники Лис всё очень толково и грамотно объяснил. По-моему и ёжику понятно стало. — если до сих пор не понятно — go to «Учебник по механике грунтов за 3 курс (а может и 4)»
ИМХО вопрос задал человек, первый раз в жизни столкнувшийся с реальным расчётом фундаментов Лучше не путайте его, лучше ссылочку дайте на СНиП, а лучше на учебник или пособие 😈
| Серёга — Bilder |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от Серёга — Bilder |
Регистрация: 03.03.2005
Забайкалье
Сообщений: 791
YVV, все это так. но не кажеться ли Вам, что некоторые допущения при определении модуля общей деформации относительны, также как и сопротивления грунта. Обращаюсь к Вам, так давно сижу на форуме. Форма определения сопротивления грунта, предложенная Терцаги, развитая Пузыревским и дополненная Герсевановым для случая возможности развития пластических деформаций. То, что говорит ЛИС, верно- это предложения как раз Н.В.Гересеванова при однократном загружении. Но, я то пытаюсь свести к тому, что модуль определяется по штамповым испытаниям (даже и в лаборатории- в стабилометре), и штамп- тот же фундамент. да или нет. тогда вопрос- есть ли что-либо похожее??
Вопрос о коэф. постели и расчете грунта , при использовании САПРа- был в других ветках. не хотелось бы все смещивать во едино.
Сообщений: n/a
Гоша, вы затронули очень глобальную тему.
Если я не совсем прав меня поправят гуру, но как мне кажется в геотехнике сейчас две основные проблемы: 1) получение достоверной информации о свойствах грунтов; 2) получение таких мат моделей грунтов, которые достоверно бы отражали эти свойства причем с учетом реологических факторов.
1) абсолютно все данные о грунтах, получаемые в лабораторных условиях не соответствуют «природным» свойствам грунтов, т.к. вынимаемый образец (как бы вы не исхитрились) попадает в лабораторию уже нарушенным. Какие бы вы (мы) приборы не примените они никогда не смоделируют работу грунта в природном своем состоянии.
Вроде бы данные динамического зондирования считаются более достоверными, но тоже не отражают всех необходимых нам свойств грунтов.
Пока что не превзойдены такие натурные (плевые) испытания фундаментов и оснований как экспериментальная забивка конкретной сваи (куста) в конкретном месте и испытание ее несущей способности. Так же и штамповые натурные испытания. Но к сожалению такие работы проводятся лишь для сооружений повышенной ответственности потому как дороги.
К тому же при лабораторных испытаниях применяются жесткие штампы, что в строительстве бывает довольно редко(абсолютно жестких фундаментов единицы и то при определенных допущениях).
«и штамп- тот же фундамент. да или нет. тогда вопрос- есть ли что-либо похожее??»
нет – штамп – не фундамент. это все из области допущений.
А по второй проблеме уже на форуме писали и не раз…
Регистрация: 03.03.2005
Забайкалье
Сообщений: 791
ЛИС, спасибо..да уж «шар» закатан нарочито..))))
Но все же- почему штамп- это не фундамент. 1)он не может быть абсолютно жестким как и фундамент, 2)передает нагрузку плоской поверхностью, 3)отличается только размерами- тогда по теории моделирования значения применят пропорцианально.
По п1) уточню- в случае рассмотрения поперечного разреза фундамента..не продольного (я про ленту). Кстати, в поперечном разрезе фундамент принимается абсолютно жестким..или нет? (вспоминая ВЕЛИКИХ..)
Что касается лаборатории, то алма-матер СНиПов- НИИОСП к данным лаборатории относится как к фантикам (во всяком случае так было раньше..)..
А в полевых условиях зависимости не получить. остается что?- прально- принимать кучу допущений- наслаивающихся одни на другие- забывая изначально для чего они. НО..так легче считать..поэтому это правильно..или нет.
Определяем модуль деформации испытаниями штампом, прессиометром, методом компрессионного сжатия и методом трехосных испытаний в стабилометре
Деформационные характеристики грунтов требуются при расчетах оснований по второй группе предельных состояний. Например, при определении осадок фундаментов по СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений». Также испытания грунтов штампом применяется при контроле качества грунтов оснований фундаментов, полов.
Модуль деформации или как его называют в механике сплошной среды – модуль Юнга является коэффициентом пропорциональности зависимости «деформация-напряжение», предложенной Гуком в виде:
в котором каждому равному приращению одноосного напряжения σ соответствует пропорциональное возрастание деформации ε .
Грунты показывают линейно упругое поведение до относительно небольших нагрузок. Однако даже при этом при разгрузке в грунтах возникает остаточная деформация. Поэтому полагают, что при нагружении до предела пропорциональности для грунтов также справедлива линейная зависимость Гука, однако при больших нагрузках деформации в грунтах нелинейно зависят от напряжений. Это особенно важно при проектировании высотных зданий, когда давление по подошве фундаментов может составлять более 1000 кПа. Испытания образцов грунта в стабилометре позволяют определять касательный модуль деформации подобный модулю Юнга. Подобие модуля деформации модулю Юнга позволяет использовать решения теории упругости при расчете осадки фундаментов.
Отличия модуля упругости от модуля деформации
Модуль упругости всегда больше модуля общей деформации. Модуль
упругости определяется из испытаний образцов грунта при их упругом поведении, которое имеет место при разгрузке (ветвь аb), а модуль общей деформации, характеризующий поведение грунта при наличии как упругих, так и остаточных деформаций, и находят из испытаний по ветви нагружения Oа.
Касательный и секущий модуль деформации
Из закона Гука следует постоянство модуля деформации (модуль упругости). В то же время из следующего рисунка видно, что этот закон справедлив только до точки a зависимости напряжение – деформация.
Если участок Oa прямолинейный, то, проведя через него линию и определив угол ее наклона получим касательный модуль деформации
В то же время через точки О и а можно провести секущую,совпадающую с касательной к начальному участку кривой деформирования грунта. Угол наклона этой секущей также будет равен углу наклона касательной. Поэтому на начальном участке кривой деформирования касательный модуль Et совпадает с секущим модулем деформации Es.
При небольшом уровне деформации (менее 0,01–0,05 %) значения касательного Et и секущего модулей Es деформации равны и характеризуют упругое поведение грунта, т.е. Es = Et = E.
Если провести прямую из начала координат в точку c, то она будет секущей к кривой деформирования, и ее наклон будет определять значение секущего модуля деформации Es при уровне напряжений σc , соответствующем точке c. Значение этого модуля используется при проектировании фундаментов мелкого заложения с учетом допуска развития некоторой степени остаточных деформаций, ограниченных величиной расчетного сопротивления грунта основания.
Если провести прямую, касательную к точке с, то по углу ее наклона можно вычислить касательный модуль деформации Et . Этот модуль можно использовать для определения приращения осадки фундамента, соответствующего приращению внешней нагрузки, например, от следующего надстраиваемого этажа здания.
Если теперь провести прямую через точки с и b, то угол ее наклона позволит вычислить значение упругого модуля при разгрузке грунта.
Этот модуль Ee используется для расчета величины подъема дна котлована при его разработке.
Прямая, проведенная через точки b и е, используется для определения модуля Er, характеризующего повторное нагружение грунта, после его разгрузки. Например, нагружение основания глубокого котлована (более 5 м) весом этажей, равным весу вынутого грунта.
При циклическом нагружении грунта, после определенного количества циклов «нагрузка – разгрузка» грунт начинает вести себя упруго, без остаточной деформации. В этом случае его упругая осадка определяется с помощью упругого модуля Ec, который находится из наклона прямой gf.
Этот модуль используется, например, при проектировании железнодорожного балласта или жесткого покрытия автомобильного полотна.
Определение модуля деформации методом компрессионного сжатия в одометре и методом трехосного сжатия в стабилометре
В стабилометре модуль общей деформации оказывается больше компрессионного модуля общей деформации в несколько раз. Это объясняется различным видом напряженно-деформированного состояния, возникающего в образцах грунта при их нагружении, что видно из следующего рисунка.
Найденные значения модулей деформации должны быть уточнены с результатами испытаний того же грунта штампами.
Определение модуля деформации грунта штампом
Испытания грунтов штампом проводятся для определения деформационных характеристик грунтов перед проектированием, строительством или при контроле качества уплотнения грунтов.
В ходе испытаний определяется:
⦁ Модуль деформации E;
⦁ Начальное просадочное давление p sl и относительная деформация просадочности основания ε sl ;
Штамповые испытания грунтов. Метод штампа грунты.
Проведение штамповых испытаний.
Вкратце суть статических испытаний грунтов оснований штампами можно описать так:
Круглый плоский или винтовой штамп нагружается поэтапно (ступенями) посредством домкрата или пригружается грузом (ФБС блоки, плиты или тяжелая техника: экскаватор, грузовой автомобиль и т.д.). Нагрузка при проведении штамповых испытаний увеличивается ступенями.
На каждом этапе с помощью прогибомеров или датчиков перемещений измеряются деформации основания, соответствующие давлению на данном этапе.
Данные обрабатываются, заносятся в журнал и строится график зависимости осадки штампа от давления S = f(P).
По полученным данным определяют модуль деформации Е, МПа грунта.
Для определения модуля деформации следует построить график зависимости осадки штампа от давления под его подошвой и в пределах линейного участка этой зависимости найти значения приращения давления и осадки. Модуль определяется углом наклона прямой линии, проведенная через две точки кривой деформирования, то этот модуль правильнее называть секущим модулем деформации.
Следует иметь в виду, что за начало линейного участка принимается давление на грунт, равное бытовому давление на глубине испытаний, а за окончание этого же линейного участка, давление равное дополнительным напряжениям от внешней нагрузки .
Определение модуля деформации грунта прессиометром
Наиболее часто используется балонный прессиометр, предложенный Менардом. Значительно реже применяются самозабуривающийся и конусный прессиометры. Испытания прессиометром можно выполнить в дисперсных и скальных грунтах, прочность которых на одноосное сжатие не превышает 10 МПа. В опытах измеряется давление, изменение объема или радиуса рабочей камеры. После обработки результатов измерений можно найти предельное давление pl и прессиометрический модуль деформации Ep , последний определяется с использованием решения теории упругости или смешанной задачи теории упругости и теории пластичности о расширении цилиндрической полости. Интерпретация результатов испытаний зависит от типа прессиометра.
Данному виду испытаний присущ существенный недостаток обусловленный тем, что для проведения испытаний необходимо предварительно пробурить скважину диаметром несколько большим диаметра прессиометра. Кроме того при проходке скважины структура грунта вблизи стенок разрушается. Эти два фактора оказывают влияние на характер зависимости «изменение объема рабочей камеры – давление» в виде образования нелинейной зависимости на участке ob кривой деформирования.
При определении характеристик грунтов модуля деформации используют прямолинейный участок ab.
Значение модуля деформации находится из выражения:
Модуль деформации грунта. Скачать брошюру «ГеоШтамп» в формате PDF
Испытания штампом. Скачать брошюру «ГеоШтамп» в формате PDF
Заказать испытания грунтов
Все права защищены, 2010-2030
Копирование информации с данного сайта допускается только со ссылкой на http://geostamp.ru
Предложения, размещенные на данном интернет-сайте, не являются публичной офертой.