Определяне на напреженията на натиск по метода на ъгловите точки
Вертикалните напрежения на натиск в точки, съвпадащи с ъглите на правоъгълник със страни и се наричат ъглови. Ако ъгловото напрежение на натиск е известно, тогава напрежението на натиск във всяка точка на полупространството също може лесно да се определи от него.
Изчисленията са опростени, ако използвате таблиците със стойности на ъгловите коефициенти Ko и Kc.
За подложки под центъра на заредения правоъгълник
(1)
За подложки под ъгъл на натоварен правоъгълник
(2)
където p е интензитетът на равномерно разпределения товар
Максималното напрежение на натиск ще бъде в точки, разположени под центъра на натоварената подложка. Изчислява се по формула (1).
Методът на ъгловите точки за определяне на напреженията на натиск се използва, когато товарната зона може да бъде разделена на такива правоъгълници, че разглежданата точка да е ъглова точка. Тогава в тази точка тя ще бъде равна на алгебричната сума на напреженията от правоъгълните зони на натоварване, за които тази точка е ъглова.
Фигура 4.9 Схеми за оформяне на правоъгълна зона на натоварване при определяне на напреженията с помощта на метода на ъгловата точка
а) точка М е разположена на контура на правоъгълника на външните налягания
б) точка М вътре в правоъгълни налягания
в) точка М извън правоъгълни налягания
В случай на "а" стойността се определя като сумата от две ъглови напрежения, съответстващи на правоъгълните натоварвания Mave и Mesd
, където и - коефициенти на наклон (табл. Tsitovich MN Механика на почвата)
В случай "b" е необходимо да се сумират ъгловите напрежения от 4 правоъгълника
В случай на "c" напрежението в точка M се добавя от сумата на напреженията от действието на товара поправоъгълници Mhbe и Mecf, взети със знак (+) и напрежения от действието на товара върху правоъгълниците Mhad и Mgdf, взети със знак (-), т.е.
26. Разпределение на натиска по протежение на подметката на конструкция, опряна на земята.
Поради тежестта на конструкцията в основите възникват напрежения на натиск, които трябва да се разпределят възможно най-равномерно върху фундаментната почва. Опростено се приема, че натискът от основата към земята се разпространява под ъгъл от 45 °. В действителност обаче натискът се разпределя под формата на лук под основата на конструкцията. В този случай се получават линии на равни напрежения на натиск, наречени изобари. Разпределението на тези изобари се нарича още "булб под налягане". Разпределението на изобарите показва, че напреженията на натиск под подметката са най-големи. В случай на точкова основа, напреженията вече на дълбочина, равна на удвоената ширина на основата на основата, са почти равни на нула. При ивичните основи това става на дълбочина, равна на три пъти ширината на подметката. Изобарите на различни основи не трябва да се пресичат, тъй като в зоната на пресичане настъпва увеличаване на напреженията. Това може да доведе до изграждане на селища.
Почвата като основа на сградата трябва да поеме силите и натоварванията от конструкцията. В този случай основата на сградата под натоварване може да бъде компресирана и деформирана. Сградата се утаява равномерно с няколко милиметра. Това се нарича седимент. РЕДНОРОДНИЯТ РЕМОНТ обикновено не застрашава сградата и в нея няма седиментни щети. Но ако напреженията от два съседни фундамента се пресичат, тоест припокриват се или има неравномерна структура на фундаментните почвени слоеве под сградата, то това може да доведе до РАВНОМЕРНИ ВАЛЕЖИ. В този случай сградата може да се наклони настрани или можевъзникват седиментни пукнатини. Може дори да има строителни повреди, които ще направят невъзможно продължаването на използването на сградата или конструкцията.
Кохезионните и некохезионните почви имат различно поведение при утаяване с течение на времето, което може да се определи чрез тест за компресия на почвата. При натоварване на свързани почви водата между отделните зърна или почвени плочи (вода в порите) ще бъде изцедена.
Изместването на водата от порите отнема много време. Следователно валежите в кохезионните почви могат да продължат много години. Размерът на утайката, в зависимост от количеството вода в порите, може да бъде много голям. Така например портата Холстен в Любек, построена през 1477 г., се е слегнала с 1,50 м през последните векове.
При натоварване на несвързана почва не могат да се получат големи слягания. Зърната на такива почви са разположени много близо един до друг. Така товарът се прехвърля от зърно на зърно и се разпределя между тях. Въпреки това рамката от зърна (гранули) все още може да се компресира по-плътно при натоварване. Това се случва още при натоварване на почвата.За да се избегне рискът от слягане в кохезионни почви, на практика кохезионната почва се заменя на определена дълбочина с рохкава почва (подмяна на почвата). При превишаване на носимоспособността на почвата настъпва РАЗРУШАВАНЕ НА ПОЧВАТА. В този случай основата започва да се плъзга по плъзгащия се шев настрани и конструкцията рязко се утаява или срутва.
27. Дълготрайна якост на почвата и релаксация на напрежението.
Ако почвена проба е подложена на срязване, аксиална компресия или деформации на опън при различни натоварвания, тогава може да се отбележи, че колкото по-голямо е натоварването, приложено към пробата, толкова по-бързо започва етапът на прогресивния поток и пробата се разрушава.Чрез провеждане на експерименти с все по-ниски натоварвания е възможно да се постигне такова напрегнато състояние на почвата, при което не се наблюдава стабилно пълзене и прогресивно течение, а се развива само затихнало пълзене и не настъпва разрушаване на пробата дори при продължително действие на натоварването, което причинява това напрегнато състояние.
Напреженията, при които почвената проба се разрушава след определен период от време след прилагане на натоварването поради развитието на стационарно пълзене и прогресивни деформации на потока, съответстват на дълготрайната якост на почвата Rt.
И накрая, възможно е да се приложи натоварване с такава интензивност, при което почвената проба се разрушава мигновено, т.е. моментната якост на почвата се постига при минимално напрегнато състояние.
Според резултатите от серия от тестове на почвата с пълзене е възможно да се изгради крива на нейната дългосрочна якост (фиг. 5.11).
При проектирането на конструкции, които предават постоянно натоварване, трябва да се изхожда от границата на дълготрайна якост, а в случай на периодично увеличаване и намаляване на натоварването - от дългосрочна якост, като се вземе предвид продължителността на натоварването (например пориви на вятъра). Такъв дизайн е по-рационален.
Кривата на релаксация на напрежението може да се опише с уравнението
(5,9)
където σt е напрежението в даден момент t; σ∞ – максимален дългосрочен стрес след релаксация; σ0 е напрежението, което възниква в началото на експеримента при t = 0; t – време от началото на прилагане на натоварването; n е параметър, който характеризира скоростта на релаксация на напрежението (обикновено n