Условия загружения – непрерывно возрастающая нагрузка
Зависимость осадки основания от прикладываемого давления при постоянном статическом
нагружении.
Чаще всего, практически в строительстве рассматриваются линейные деформации, т.е.
до напряжений, равных R (см. рисунок). В этом случае правомерно в расчётах механики
грунтов использовать аппарат теории упругости и инженерные методы расчёта осадок.
Условия загружения – периодически действующая нагрузка
При многократном нагружении основания общие деформации грунта стремятся к некоторому
пределу (см. рисунок).
Проявление упругих свойств грунта при многократном приложении и снятии нагрузки.
При большом числе циклов нагружения появляются лишь упругие деформации, т.е. грунт
приобретает упруго - уплотненное состояние. (Имеет практическое значение для строителей
дорог, насыпей и т.д.)
Деформации грунта во времени
При уплотнении оснований (см. график на рисунке) скорость осадки фундамента (сооружения)
зависит прежде всего от скорости отжатия воды из пор грунта (фильтрационная консолидация).
Принципиальные отличия деформации во времени для сыпучего и связного грунтов.
Затем возникают осадки реологического характера (ползучесть скелета грунта). Такие
осадки (деформации грунта во времени) могут для связных глинистых грунтов продолжаться
сотни лет (пример: Пизанская башня в Италии). Для песчаных грунтов деформации могут
стабилизироваться уже в период возведения здания, т.е. примерно через 3…5 лет.
Характер деформации основания зависит от индивидуальных особенностей грунтов и оказывает
существенное влияние на работу всего сооружения в целом.
Зависимость деформации грунтов от размеров фундаментов (при прочих равных условиях)
Экспериментальная зависимость осадки (S) (деформации) основания от
размеров (в) подошвы фундамента (при прочих равных условиях) в общем случае, может
быть представлена в виде графика на нижерасположенном рисунке.
Полученную графическую зависимость S=S(в) можно условно разделить на ряд участков:
- При в < 0,5 м деформации очень большие (возможен выпор грунта или достижение
I предельного состояния);
- При в ≈ 0,5 м - малая сжимаемая толща (осадки малы);
- При в > 0,5 м – увеличение активной сжимаемой зоны – увеличение деформации в
целом.
- При в > 7 м (А > 50 м2) осадки меньше теоретических, т.к. активная
сжимаемая зона уходит в более плотные нижние слои грунта (проявляется, как правило,
возрастание модуля деформации с глубиной).
График зависимости осадки от ширины подошвы фундамента (при прочих равных условиях).
Схема изменения глубины сжимаемой толщи в зависимости от ширины подошвы фундамента
(при прочих равных условиях).
Поскольку в здании (сооружении) имеются, как правило, фундаменты с разными размерами
подошвы, а, следовательно, с различной сжимаемой толщей, то такие конструкции могут
получать различную (не равномерную) осадку даже при однородных основаниях. В этом
случае необходим специальный метод расчёт (см. далее), позволяющий выравнивать осадки
отдельных фундаментов.