Основы теории предельного напряженного состояния (ТПНС) и определение второй критической (предельной) нагрузки
При значительном развитии областей сдвигов, когда грунт близок к разрушению, использование уравнений ТЛДС (4.1) уже невозможно. Здесь необходимо использовать более общие соотношения – дифференциальные уравнения равновесия грунта в точке. Для условий плоской задачи, используя схему и обозначения на рис. 4.2 и приравнивая нулю суммы проекций на координатные оси, получаем:
(4.6)
К уравнениям (4.6) присоединяется условие предельного равновесия (2.16), которое следует записать, как и (4.6), через компоненты σx, σz, τ:
. (4.7)
Рис. 4.2. К выводу дифференциальных уравнений равновесия
|
Уравнения (4.6) и (4.7) составляют систему уравнений ТПНС для условий плоской задачи. Отыскание напряжений, удовлетворяющих уравнениям (4.6, 4.7), позволяет находить предельную нагрузку на основание, устанавливать устойчивость откосов, определять давление грунта на подпорные стены и т.п. Весь этот круг задач составляет область приложения ТПНС.
Задачи ТПНС решаются различными методами: аналитически, с помощью приближенных инженерных приемов и численными методами с преобразованием системы (4.6, 4.7) и заменой производных конечными разностями. Соответствующие решения получены Соколовским В.В., Березанцевым В.Г. и др. Формулы для определения второго критического давления приводятся обычно к трехчленной форме, как и (4.5).
На основе анализа и обобщения решений ТПНС с учетом опытных данных в нормах проектирования принята следующая формула для предельного давления на основание внецентренно нагруженного фундамента произвольной формы:
, (4.8)
где Nγ, Nq, Nc – коэффициенты несущей способности, определяемые по табл. 4.1 в зависимости от расчетного значения φI и угла наклона равнодействующей нагрузки к вертикали δ;
γI и γ΄I – расчетные значения удельного веса грунта под подошвой в пределах глубины заложения фундамента d;
ξγ, ξq, ξc – коэффициенты формы подошвы фундамента (для ленточного фундамента ξγ=ξq=ξc=1);
b΄ – приведенная ширина подошвы фундамента.
Таблица 4.1
Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 430;