Теория предельного напряженного состояния и ее приложение к задачам механики грунтов. (Тема 7)

Содержание

Слайд 2

Фазы напряженного состояния грунта Если на грунт установить штамп (фундамент), передающий

Фазы напряженного состояния грунта
Если на грунт установить штамп (фундамент), передающий возрастающее

давление Р, то будет происходить осадка грунта S, величина которой будет возрастать с увеличением Р.
Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Р Р ≥ Рпр – предельное (текучее) состояние грунта Рпр –

Р<Рпр – допредельное состояние грунта
Р ≥ Рпр – предельное (текучее) состояние

грунта
Рпр – предельная нагрузка (предельная несущая способность грунта)
Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Последовательность расчета: 1.Вычисляют нормальные напряжения от собственного веса грунта σg1 =σg2

Последовательность расчета:
1.Вычисляют нормальные напряжения от собственного веса грунта
σg1 =σg2 = γd

+γz (при ξ=1)
2.Находят главные напряжения от полосовой дополнительной нагрузки
σр1 =pо (α + sin α) / π
σр2 =pо (α - sin α) / π
Слайд 11

3.Рассчитывают суммарные нормальные напряжения σ1 =σg1 +σр1 σ2 =σg2 +σр2 4.

3.Рассчитывают суммарные нормальные напряжения
σ1 =σg1 +σр1
σ2 =σg2 +σр2
  4. Строят круги Мора

и оценивают прочность грунта
Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Устойчивость откосов и склонов Склон – это природная наклонная поверхность земли

Устойчивость откосов и склонов
Склон – это природная наклонная поверхность земли
Откос

– это искусственно созданная наклонная поверхность грунта
Слайд 15

Слайд 16

Основные причины потери устойчивости откосов и склонов: - увеличение внешней нагрузки;

Основные причины потери устойчивости откосов и склонов:
- увеличение внешней нагрузки;
- устройство

слишком крутого откоса;
- изменение гидрогеологических условий (увеличение, влажности, подмыв и т.д.);
- неправильное назначение расчетных характеристик;
- проявление гидродинамического давления воды;
- динамические воздействия (движение транспорта, забивка свай).
Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20


Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Расчет устойчивости откосов глинистых грунтов по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения Считается,

Расчет устойчивости откосов глинистых грунтов по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения
  Считается, что

потеря устойчивости откоса может произойти в результате вращения грунтового отсека относительно некоторого центра O по дуге окружности с радиусом R
Смещающийся массив рассматривается как недеформируемый отсек
Сущность метода заключается в определении min коэффициента устойчивости, отвечающего условию:
Слайд 24

Порядок расчета: 1) Определяем центр и радиус поверхности смещения: для этого

Порядок расчета:
1) Определяем центр и радиус поверхности смещения: для этого точки

А и В соединяем прямой линией и из середины отрезка АВ восстанавливаем перпендикуляр. Из точки В под углом 360 к горизонтали проводим линию ВО. Точку О принимаем за центр окружности и радиусом R очерчиваем дугу этой окружности. (Угол 36º принимаем пока приблизительно).
Слайд 25

Слайд 26

2)Смещающий массив делим на блоки по вертикали, учитывая: а) Наклон поверхности

2)Смещающий массив делим на блоки по вертикали, учитывая:
а) Наклон поверхности откоса

в одном блоке должен быть одинаковым;
б) Прочностные характеристики грунта в блоке должны быть постоянны;
в) Вертикальный радиус должен быть границей блока;
г) Ширина блока не должна превышать 4м.
Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Так как нужно определить min коэффициент устойчивости, производят несколько расчетов: -для

Так как нужно определить min коэффициент устойчивости, производят несколько расчетов:
-для разных

радиусов;
-для разных углов наклона радиуса
Слайд 30

Слайд 31

Учет действия подземных вод Насыщая грунты, вода изменяет физико – механические

Учет действия подземных вод
Насыщая грунты, вода изменяет физико – механические характеристики

грунта, уменьшая его сопротивление сдвигу.
Создавая поровое давление, подземные воды в еще большей степени снижают несущую способность грунтов.
Наибольшую опасность представляет проявление гидродинамических сил, так как по общему направлению воздействия, они увеличивают результирующую сдвигающих усилий, которая вычисляется в каждом блоке.
Слайд 32

Слайд 33

γвзв – удельный вес грунтов, залегающих в водоносном горизонте с учетом

γвзв – удельный вес грунтов, залегающих в водоносном горизонте с учетом

взвешивающего воздействия воды;
i – гидравлический градиент;
θ – объем водонасыщенного грунта в пределах блока;
Угол наклона результирующей принимается равным β.
sin β = i
Результирующая гидродинамической силы проектируется на нормаль и касательное направление и суммируется с нормальным и сдвигающим усилиями в блоке.
Слайд 34

Учет сейсмических воздействий Сейсмические воздействия являются мощным фактором активизации оползневых процессов.

Учет сейсмических воздействий
Сейсмические воздействия являются мощным фактором активизации оползневых процессов. Для

расчета сейсмической силы вычисляется вес грунтов и насыщающей его воды в объеме каждого блока Pgi.
Слайд 35

Слайд 36

Gs = μPg где Gs – сейсмическая сила; Pg– вес грунта

Gs = μPg
где Gs – сейсмическая сила;
Pg– вес грунта

и воды в блоке;
μ – коэффициент динамической сейсмичности, (определяется по таблице в зависимости от сейсмической бальности района)
Для естественных склонов: μ= 0-0,75
Для искусственных насыпей значение μ увеличивают в 1,5 раза.
Силу прикладывают горизонтально и проектируют на нормаль и касательное направление.
Слайд 37

Мероприятия по повышению устойчивости откосов и склонов: Сводятся к следующему: 1)

Мероприятия по повышению устойчивости откосов и склонов:
Сводятся к следующему:
  1) Выполаживание (а).

или создание уступчатого профиля с образованием горизонтальных площадок (берм)(б)
Недостаток – большой объем земляных работ.
Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

5) Конструктивные мероприятия: а. прорезание грунтов склона системой забивных свай; б.

5) Конструктивные мероприятия:
а. прорезание грунтов склона системой забивных свай;
б. устройство вертикальных

шахт или горизонтальных штолен, заполненных бетоном и входящих в неподвижные части массива;
в. анкерное закрепление откосов.
Очень дорогостоящие мероприятия.
Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Определение давления грунта на подпорные стенки Для предотвращения обрушения или сползания

Определение давления грунта на подпорные стенки
Для предотвращения обрушения или сползания масс

грунта используют подпорные стенки. В качестве подпорной стенки могут быть рассмотрены также стены подвалов, заглубленные части зданий, стены подземных сооружений и другое.
По характеру работы подпорные стенки подразделяют на:
1) Жесткие (которые практически не изгибаются под действие грунта)
2) Гибкие (работающий на изгиб)
Слайд 47

Давление на подпорную стенку может быть: 1) активным (Еа равнодействующая активного

Давление на подпорную стенку может быть:
1) активным (Еа равнодействующая активного давления)
2)

пассивным (Еp - равнодействующая пассивного давления)
Состояние, при котором грунт не испытывает горизонтальных перемещений называется давлением покоя
Слайд 48

Слайд 49

Слайд 50

Слайд 51

Слайд 52

Слайд 53

Слайд 54

Слайд 55

Слайд 56

Слайд 57

Слайд 58

Слайд 59

Слайд 60

Зная вес Р и направление всех трех сил, действующих на призму

Зная вес Р и направление всех трех сил, действующих на призму

обрушения, строят треугольник сил.
Для этого в масштабе откладывают вертикальную силу Р. По углам ψ=90о-ω- и углу θ-φ достраивают треугольник с помощью угловой засечки.
Графически определяют значение Еа.
Так как угол θ выбран произвольно, давление Еа не обязательно будет максимальным.
Для определения Еа, мах выбирают несколько возможных поверхностей скольжения, строят треугольники сил и выбирают максимальное значение Еа.