5.2.2. Хетерогенна основа
В проектантската практика хетерогенността на основата се взема предвид в следните случаи:
- - слой от свиваема почва лежи върху практически несвиваема (например скалиста) основа;
- – по-свиваемата почва лежи под слой с относително ниска свиваемост.
На фиг. 5.12 показва схематични диаграми на вертикални нормални напрежения под центъра на правоъгълна зона, натоварена с равномерно разпределено натоварване с твърди (крива 2) и слаби (крива 3) подлежащи слоеве. Крива 1 показва разпределението на напреженията в хомогенна основа. Както се вижда от фиг. 5.12, при твърд основен слой напреженията на границата на слоевете се увеличават, а при слаб основен слой намаляват.
Таблица 5.7.
Напреженията със слаб подлежащ слой се определят в зависимост отE1/E2 (къдетоE1 иE2 са модулите на деформация на горния и долния слой). В табл. 5.8 показва стойностите на σz/pпри контакт със слаб подлежащ слой по оста на лентата, натоварен с равномерно разпределен товар, при липса на триене по контактната равнина.
ТАБЛИЦА 5.7. СТОЙНОСТИ σz/pПРИ КОНТАКТ С НЕКОМПРЕСИРУЕМ СЛОЙ
ТАБЛИЦА 5.8. СТОЙНОСТИ σz/pОКОЛО ОСТА НА ЛЕНТАТА ПРИ КОНТАКТ СЪС СЛАБ ПОДЛОЖЕН СЛОЙ (СПОРЕД А.А. КУЛАГИН)
5.2.3. Напрежение от собственото тегло на почвата
Вертикалното нормално напрежениеσzот собственото тегло на почвата се определя по формулата
къдетоnе броят на почвените слоеве, разположени над разглежданата дълбочина;γiе специфичното тегло на почватаiна тития слой;hi— дебелина наi-тия почвен слой.
Специфичното тегло на почвите, разположени под нивото на подпочвените води, но над водопровода, се определя, като се вземе предвид тегловният ефект на водата по формулата
къдетоγsе специфичното тегло на почвените частици;γω- специфично тегло на водата, взето равно на 10 kN/m 3 ;е— коефициент на порьозност на почвата.
Ако специфичното тегло на почвата се определя при нейното пълно водонасищане (степен на влажностSr= 1,γ = γsat), тогава
При определяне на σzот собственото тегло на почвата в непроницаемия слой е необходимо да се вземе предвид налягането на водния стълб, разположен над водопровода.
Хоризонтални нормални напрежения от собственото тегло на почвата
където ξ =v/(1 –v) е коефициентът на странично налягане на почвата (тукvсе взема съгласно таблица 1.15).
Пример 5.3.Определете вертикалното нормално напрежение σzот собственото тегло на почвата на дълбочинаz= 9 m с почвени слоеве, показани на фиг. 5.13.
Пласт 1 - глинеста почва (дебелина на слояh1 = 2 m, специфично теглоγ1 = 17,8 kN/m 3 ); слой 2 - пясък със среден размер (h2 = 2 m, специфично тегло на частицитеγs= 26,6 kN/m 3 ,γ2 = 18,3 kN/m 3 , коефициент на порьозностe= 0,61, влажностω= 0,11); слой 3 - същият пясък под нивото на подземните води (h3 = 3 m,γ3 = 20,3 kN/m 3 при степен на влажностSr= 1); слой 4 - глина, която служи като водопровод (γ4 = 20.2 kN/m 3 ).
Решение, съгласно формулата (5.22) специфичното тегло на почвения слой 3
Съгласно формула (5.20) на дълбочинаz= 9 m получаваме: σz= 17,8 × 2+ 18,3 × 2 + 10,3 × 3 + 20,2 × 2 + 10 × 3 = 173,6 kPa.
Стойностите на ординатите на диаграмата σzса показани на фиг. 5.13.
5.3. ТОВАРИТЕ И ЕФЕКТИТЕ, ОТЧЕТЕНИ ПРИ ИЗЧИСЛЕНИЯТА НА ОСНОВИТЕ
Натоварванияи действията, предавани от основите на конструкциите към основите, като правило, трябва да се установят чрез изчисления въз основа на разглеждане на съвместната работа на конструкцията и основата или основата и основата. Отчитаните натоварвания и въздействия върху конструкцията или нейните отделни елементи, както и възможните им комбинации, се прилагат в съответствие с изискванията на стандартите [3].
Характерът и степента на преразпределение на натоварванията върху основата и следователно допълнителните усилия в конструкциите на конструкцията зависят от вида, състоянието и свойствата на почвите, естеството на тяхната стратификация, статичната схема на конструкцията, нейната пространствена твърдост и много други фактори.
Позволено е да се определят натоварванията върху основата, без да се взема предвид тяхното преразпределение върху фундаментната конструкция при изчисляване:
а) основите на сгради и конструкции от клас III;
б) общата стабилност на основната почвена маса заедно с разглежданата конструкция;
в) средни стойности на базовите деформации;
г) деформации на основата на етапа на обвързване на стандартните проекти с местните почвени условия.
Всички изчисления на основите трябва да се извършват върху проектните стойности на натоварванията, които се определят като произведение на стандартните им стойности от коефициента на безопасност на натоварването γf. Този коефициент, който отчита възможното отклонение на натоварванията в неблагоприятна посока, се взема при изчисляване на основите според носещата способност съгласно инструкциите [3] и при изчисляване на основите според деформациите, равни на единица.
Изчисляването на основите по деформации се извършва за основната комбинация от товари, за носеща способност - за основната комбинация, а при наличие на специални натоварвания и ефекти - за основните и специални комбинации. Натоварванията върху подовете на сградите и натоварванията от сняг, които според стандартите [3] могат да бъдаткакто дълготрайни, така и краткосрочни, при изчисляване на основите за носеща способност се считат за краткосрочни, а при изчисляване според деформациите се считат за дългосрочни. Натоварванията от мобилно подемно-транспортно оборудване и в двата случая се считат за краткосрочни.
При изчисленията на основите е необходимо да се вземат предвид натоварванията от складирания материал и оборудване, разположени в близост до основите.
Силите в конструкциите, причинени от климатични температурни влияния, не могат да се вземат предвид при изчисляване на основите за деформации, ако разстоянията между температурно-свиваемите фуги не надвишават стойностите, посочени в стандартите за проектиране на съответните конструкции. Технологичните температурни въздействия се вземат предвид при изчисленията на основите за деформации с подходяща обосновка в зависимост от продължителността на тези въздействия.
Сорочан Е.А. Основи, фундаменти и подземни съоръжения