Алексеев С.И.

Механические испытания грунтов оснований – как отражение решаемой геотехнической задачи




Часть 2

Как видно из рис. 1, формирование 2 пластической области (предельных касательных t напряжений) b3 Qb1 происходит вдоль осей (а), в которых строго соблюдается условие предельного равновесия по теории Мора-Кулона и возникают полосы (Копейкин В.С.) локализованного сдвига (рис. 2а).

Формирование 2 пластической области (предельных касательных t напряжений) и развитие полос локализованного сдвига в основании под подошвой жёсткого фундамента; схема отбора кернов при проведении изысканий; фотографии развития полос областей пластических деформаций в сдвиговом приборе.

Рис. 2. а). Формирование 2 пластической области (предельных касательных t напряжений) и развитие полос локализованного сдвига в основании под подошвой жёсткого фундамента; б) схема отбора кернов при проведении изысканий; в) фотографии развития полос областей пластических деформаций в сдвиговом приборе.

Отбор образцов грунта (кернов) из скважин (рис. 2б) для проведения стандартных сдвиговых испытаний, позволяет, как правило, получать прочностные характеристики при ориентации плоскости сдвига в горизонтальном направлении (фото 1 на рис. 2в). Формирование и развитие полос локализованного сдвига по мере увеличения смещения при модельных лабораторных испытаниях были получены нами еще в 1996 г. [1].

Как представляется, стандартные испытания грунтов в плоском сдвиге (сдвиговая плоскость горизонтальна), при решении задачи по расчету жесткого фундамента на естественном основании, характеризуют работу основания лишь в верхней части пластической области (рис. 2а). Если проводить подобные испытания, вырезая образец грунта из керна в горизонтальном направлении (сдвиговая плоскость в этом случае будет вертикальна), то такие испытания (фото 2 на рис. 2в) будут характеризовать работу основания лишь в нижней части пластической области (рис. 2а). В том и другом случае полученные результаты, зависящие от анизотропических свойств (особенно глинистых грунтов), будут иметь различные значения [2] и отражать не более 15…20% объема локализованного сдвига, имеющего место в нагруженном основании под подошвой жесткого фундамента.

Фактически в основном полосы локализованного сдвига формируются вдоль осей (а), расположенных под углом Q = -j к вертикали (рис. 1, 2а). Следовательно, испытания на плоский сдвиг в стандартных сдвиговых приборах должны, в данном случае, проводиться для образцов грунта вырезанных из керна под углом j к вертикали. Поскольку получить при стандартных испытаниях таких образцов практически не удается, то рекомендуется в первом приближении вычислять средние значения механических характеристик между результатами горизонтального и вертикального сдвига.

Более предпочтительней в данном случае, безусловно, будут стабилометрические испытания, позволяющие проводить испытания в условиях объемного напряженного состояния, с формированием направлений поверхностей сдвига близких к фактическим.

Таким образом, программа лабораторных испытаний для получения прочностных свойств грунтов, должна отражать фактическую работу нагруженного основания в конкретной решаемой геотехнической задаче и задаваться проектировщиками в техническом задании на инженерно-геологические изыскания.

Литература

  1. Алексеев С.И. Автоматизированный метод расчета фундаментов по двум предельным состояниям. СПб., СПбГТУ, 1996, 205 с.
  2. Бугров А.К., Голубев А.И. Анизотропные грунты и основания сооружений. «Недра», СПб., 1993, 244 с.
<< В начало < Назад 1 2 Читать дальше > В конец >> 

Разделы



Автор

Алексеев Сергей Игоревич – доктор технических наук, профессор кафедры «Основания и фундаменты» ПГУПС, член РНКМГиФ.

Основные направления научной деятельности – проектирование новых и реконструируемых фундаментов на неоднородных основаниях методом выравнивания конечных осадок. Геотехнические аспекты реконструкции зданий. Автор более 190 опубликованных работ, в том числе 10-и монографий, 10 авторских изобретений.



Постоянный адрес этой статьи: www.buildcalc.ru/Articles/Open.aspx?id=2009050501