Выбор коэффициента запаса для глинистых грунтов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Выбор коэффициента запаса для глинистых грунтов

07.07.2021

Проблема выбора надлежащего коэффициента запаса приобретает особо важное значение, когда дело касается глинистых грунтов. Низкая сопротивляемость сдвигу таких грунтов не позволяет принимать завышенные значения коэффициентов запаса, учитывающих наш «коэффициент незнания», так как во многих случаях такой подход к решению задачи исключает возможность возводить проектируемое сооружение на местности, которая в другом отношении является наиболее подходящей. В то же время точная оценка фактической сопротивляемости глинистых грунтов сдвигу затруднительна.

Разработаны две основные линии подхода к решению этого вопроса. В первом и общепринятом случае допускаемая нагрузка на глинистые грунты оценивается по сопротивлению сдвигу, определяемому из результатов «быстрых» лабораторных испытаний (без предварительного уплотнения образцов). Например, исходя из результатов испытаний по определению прочности на сжатие в одноосном напряженном состоянии, отвечающему раздавливанию образца, Терцаги и Пек считают нормальным для глинистых грунтов значение коэффициента запаса Fs=3 и минимальным Fs=2.

Второй метод подхода к решению задачи был разработан Хаузелем в Мичиганском университете и основывается на величине предельной нагрузки, при которой глинистые грунты переходят в состояние ползучести. Этот предел нагрузки определяется длительными испытаниями образцов на сдвиг при исключенной возможности дренирования, проводимыми на приборе плоского сдвига с двумя плоскостями среза. При этом были получены весьма низкие значения допускаемых нагрузок, почему Хаузел счел необходимым ввести поправочные коэффициенты, названные им коэффициентами перегрузки. Для определения расчетных значений допускаемого давления на глинистые грунты величина предельной по ползучести для таких грунтов нагрузки умножалась на этот коэффициент. В табл. 14.3 приводятся значения перегрузки по письму У.С. Хаузеля от 5 июня 1950 г., присланного автору в ответ на его просьбу. В табл. 14.3 приводятся также данные по зависимости между коэффициентами перегрузки и запаса, основанными на величинах прочности на сжатие в условиях одноосного напряженного состояния, а также значениями, предложенными Терцаги и Пеком. Следует о'тметить, что в некоторых случаях оба метода приводят при окончательном анализе приблизительно к одинаковым величинам допускаемых нагрузок.

Значение коэффициента перегрузки, равное единице, является тем не менее чрезмерно заниженным даже для постоянных сооружений. Эта величина, по-видимому, основывается на предположении о постепенном снижении прочности глинистых грунтов под постоянно действующей длительной (многолетней) нагрузкой Это предположение не учитывает возможности увеличения сопротивляемости сдвигу глинистых грунтов, находящихся длительное время в напряженном состоянии, за счет некоторого дополнительного уплотнения в условиях возможности их дренирования, что зачастую и имеет место. Дополнительная консолидация грунтов под нагрузкой от сооружения может оказаться незначительной применительно к плотным глинам типа глин детройтского района, исследование которых, по-видимому, и легло в основу разработки метода Хаузеля. Некоторые из этих глин при естественной влажности порядка только 20% являются весьма слабыми (qu=0,18 т/фут2). Это довольно необычное соотношение, которое не часто может быть где-либо встречено. Применительно к большинству глинистых грунтов в других районах нельзя не учитывать благоприятного влияния дополнительного уплотнения в период многолетней их работы под нагрузкой, так как это уплотнение по меньшей мере способно преодолевать вредные последствия ползучести грунта.

Дифференциация коэффициентов запаса, предлагаемая Xayзелем для постоянных и временных нагрузок, представляется разумной, так как отрицательным влиянием пластического течения нельзя пренебрегать для больших масс глинистых грунтов и, кроме того, оно зависит от времени. Однако до сих пор в этой зависимости не уделялось внимания существенному вопросу о связи отрицательного влияния пластических деформаций толщи глинистых грунтов со степенью их чувствительности к нарушению структуры. В табл. 14.4 делается попытка учесть это обстоятельство, принимая более высокие значения коэффициентов запаса Fs для таких глинистых грунтов, а также для постоянных сооружений. На практике значения Fs для временных сооружений используются главным образом в связи с вопросами, возникающими при заложении выемок. Допускаемая нагрузка р0 на основание сооружения будет определяться из условия

Предельная несущая способность основания pmax определяется из выражения (9.28), причем следует отметить, что pmax представляет собой удельную нагрузку от сооружения за вычетом веса грунта, удаленного из выемки (см. пример 14.1). Исходя из выражения (7.17) для ленточного фундамента (L/b -> 00), заложенного на поверхности (h=0), получим

Аналогично для квадратного фундамента (L/b=1) будем иметь

Выражения (14.2) и (14.3) для значений Fis, равных 2; 2,5 и 3, представлены на рис. 14.1 в графической форме. Величины Fs, приведенные в табл. 14.4, могут служить только для общего о них представления. При окончательном решении вопроса следует, кроме того, учитывать и другие обстоятельства, например, возможную степень увеличения сопротивляемости сдвигу глинистых грунтов в результате их последующей консолидации, а также вероятную интенсивность этой консолидации во времени, которая зависит от мощности глинистого слоя и условий дренирования этого слоя по его граничным поверхностям. В качестве основы для определения сопротивляемости глинистых грунтов сдвигу по изложенным выше причинам рекомендуется испытание образцов породы на прочность при сжатии в условиях одноосного напряженного состояния проводить в соответствии с указаниями, приведенными ранее.
Выбор коэффициента запаса для глинистых грунтов

Иногда пытаются определить допускаемую нагрузку р0 для глинистых грунтов, принимая ее равной удельному давлению рy, при котором линейный характер зависимости осадки штампа от нагрузки в период испытания пробной нагрузкой нарушается, т. е. когда грунт начинает течь. Это относится к тем случаям, когда максимальное сдвигающее напряжение т'max под подошвой фундамента начинает превышать сопротивляемость грунта сдвигу, равное s = c=qu/2. Отсюда исходя из выражения (9.7) будем иметь

Такой подход наряду с выражением (14.3) отвечает коэффициенту запаса для квадратного фундамента, определяемому из условия

Однако на практике бывает трудно точно определить величину ру, так как зачастую график зависимости осадки штампа от давления приобретает кривизну с самого начала испытания (см. рис. 12.21). Поэтому такое исследование, требующее больших затрат, не должно служить основным методом определения допускаемых нагрузок на грунты под здания.

Для грубой полевой оценки прочности пластичных глин на дне котлованов под столбчатые фундаменты можно использовать в соответствии с выражениями (7.17), (14.1) и (14.3) иглу пластичности Проктора.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: