Экспериментальные исследования.

Для определения контактных давлений по подошве фундаментов используется специальное оборудование - тензометрические датчики (месдозы) с гидравлическим преобразователем конструкции ЦНИИСК и НИСгидропроекта [15]. Месдоза с гидравлическим преобра­зователем представляет собой металлический жесткий диск диаметром 70 и высотой 10,5 мм (рисунок 5). В диске имеются два чувствительных к давлению элемента - приемный пор­шень и измерительная мембрана, разделенные прослой­кой жидкости. Давление грунта, действующее на прием­ный поршень, передается через тонкий слой жидкости (0,3 мм) на измерительную мембрану. Деформации мемб­раны измеряются с помощью фольговых тензорезисторов типа 2ФКМВ и передаются на тензостанцию.

В результате многочисленных экспериментов определены закономерности распределения давлений по подошве фундаментов.

При небольших давле­ниях очертание эпюры давлений близко к теоретическому, но с ко­нечными величинами по краям. С увеличением нагруз­ки (при зарождении областей предельно напряженного состояния грунтов под фундаментом) давления по кра­ям уменьшаются, и эпюра контактных давлений приоб­ретает седлообразное очертание. По мере увеличения нагрузки области предельно напряженного состояния развиваются, смещение частиц грунта из-под фундамен­та увеличивается, напряжения в средней части возра­стают быстре, чем по краям, и эпюра контактных дав­лений постепенно теряет седлообразное и приобретает параболическое и даже колоколообразное очертание (рисунок 6). Переход от седлообразной эпюры к пара­болической происходит примерно при средних давле­ниях, близких к р_cr [16].

Инженерные расчеты.

При проектировании оснований и фундаментов в инженерных расчетах делается допущение о линейном законе распределения контактных давлений по подошве отдельно стоящих и ленточных фундаментов.

В общем случае давление в любой точке подошвы отдельно стоящего фундамента вычисляется по формуле

,

(21)

где N – равнодействующая вертикальных сил, кН, в уровне подошвы фундамента;

А – площадь подошвы фундамента, м;

М_х(у) – момент относительно главной центральной оси инерции площади подошвы х(у), кН×м, приведенный в уровень подошвы фундамента;

I_х(у) – момент инерции подошвы фундамента относительно оси х(у), м⁴;

х(у) – расстояние от соответствующей оси до рассматриваемой точки, м.