在线帮助

Первичная осадка

Конечная первичная осадка часто заменяется термином «усадка». Большинство методов расчета можно отнести к одной из двух групп: (линейная упругая деформация, нелинейная упругая деформация)

Линейная упругая деформация

Линейное отношение напряжение - натяжение выводится из закона Гука:

Применение модуля упругости Юнга E заменяется только в случаях, когда напряженный грунт может растягиваться в горизонтальном направлении. Это, однако, допустимо только для небольших отдельных фундаментов. При приложении нагрузки на большую площадь, напряженный грунт не может, за исключением его краев, деформироваться в стороны и испытывает поэтому только вертикальное (одномерное) натяжение, относящееся к одометрическому модулю E_oed, который больше модуля упругости E.

Осадка слоя грунта s определяется умножением деформации слоя грунта ε на его толщину (высоту) H_o:

В случае слоистого подгрунта общая усадка определяется сложением усадок отдельных слоев:

Нелинейная упругая деформация

Для большинства типов грунта отношение напряжение - натяжение имеет нелинейный характер и часто определяется влиянием нагрузки. Нелинейность нельзя не учитывать, особенно при расчете осадки мелкозернистого грунта (ил, глина). Очевидно, что решение, основанное на применении модуля упругости Юнга, не всегда приемлемо. Даже при использовании зависящего от напряжения одометрического модуля деформации, не возможно получить достоверную оценку поведения определенных переуплотненных типов грунта. нелинейная упругая деформация обычно моделируется при помощи коэффициента пористости и характеристик деформации, полученных при одномерной деформации образца грунта (например, постоянная сжатия, коэффициент сжатия и т.д.).

Расчет деформации усадки сжимающегося ненасыщенного слоя грунта с использованием коэффициента пористости e описывается на следующем элементе грунта, имеющем высоту H_o и ширину B = 1м:

Анализ осадки по фазовой диаграмме

Поскольку грунт является трехфазным материалом ( содержит твердые частицы, а также поры, наполненные водой и газом), твердые частицы (скелет, т.е. обломки породы и зёрна крупинки минералов) можно описать их объемом V_s (и принять его равным 1), а поры грунта можно описать при помощи коэффициента пористости e.

Элемент грунта подвергается на верхней поверхности вертикальной равномерной нагрузке q, что приводит к изменению напряжения внутри образца и вертикальной деформации ΔH, в результате чего уменьшаются поры V_p и, следовательно, коэффициента пористости (от исходного значения e_o до нового значения e). Вертикальная деформация ε образца грунта выражается отношением ΔH к высоте H_o исходного образца, и может быть представлена с помощью коэффициента пористости e:

Изменяя это уравнение, получаем формулу описывающую осадку образца с помощью коэффициента пористости: