Расчеты по прочности подстилающего пласта
Расчеты по прочности подстилающего пласта выполняются, исходя из условия предельного равновесия на его кровле
,
где θmax – максимальное значение угла отклонения полного напряжения на кровле подстилающего пласта от линии действия уплотняющих напряжений; φ –угол внутреннего трения подстилающего пласта.
Расчет заключается в том, чтобы убедиться, что максимальная величина касательных напряжений в расчетной точке на кровле подстилающего пласта не превышала предельного значения сопротивления грунта сдвигу.
Предельное сопротивление грунта сдвигу характеризуется уравнением предельного равновесия
,
где σ1 – максимальная величина уплотняющих напряжений; σ2 – минимальная величина уплотняющих напряжений; σс – давление связности, характеризующее структурную прочность грунта.
Последовательность расчетов.
Принимается расчетная схема в зависимости от глубины заложения подошвы фундамента и мощности пластов природного сложения площадки строительства (см. рис. 4).
Выполняется расчет максимальной величины уплотняющих напряжений
,
где σпрz – природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта; σдя – дополнительное напряжение в расчетной точке на кровле подстилающего пласта.
Природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта устанавливается в зависимости от плотности и мощности пластов природного сложения над кровлей подстилающего пласта. В соответствии с расчетной схемой (см. рис. 4) природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта
,
где γо(1) – плотность грунта рабочего пласта, z – мощность рабочего пласта.
Рис .4. Расчетная схема к расчету по прочности подстилающего пласта (19 рабочий пласт природного сложения, 2- подстилающий пласт природного сложения, 3- расчетная точка под подошвой фундамента, 4- расчетная точке на кровле подстилающего пласта).
Дополнительные напряжения в расчетной точке на кровле подстилающего пласта устанавливаются в зависимости от степени затухания ниже подошвы фундамента
,
где КРЦ – коэффициент рассеивания (затухания) дополнительных напряжений; - дополнительные напряжения в расчетной точке в центре подошвы фундамента.
Коэффициент рассеивания дополнительных напряжения устанавливается в зависимости от мощности грунтового слоя и ширины подошвы фундамента
,
где z – мощность грунтового слоя от расчетной точки в центре подошвы фундамента до расчетной точки на кровле подстилающего пласта.
Дополнительные напряжения в расчетной точке в центре подошвы фундамента устанавливаются расчетом в зависимости от контактных напряжений и природного давления
,
где - контактные напряжения в расчетной точке в центре подошвы фундамента;
- природное давление в расчетной точке в центре подошвы фундамента (для расчетной схемы, приведенной на рис. 4
).
Устанавливается расчетное значение минимальной величины уплотняющих напряжений
Устанавливается давление связности, характеризующее структурную прочность подстилающего пласта
,
где с – сила удельного сцепления подстилающего пласта.
Устанавливается расчетное значение синуса угла отклонения Sinθmax и проверяется условие предельного равновесия в расчетной точке на кровле подстилающего пласта
Примечание. Природное давление в расчетной точке на кровле подстилающего пласта и в расчетной точке в центре подошвы фундамента т рассчитывается с учетом взвешивающего действия грунтовой воды на скелет грунта
.