 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Модели механического поведения грунта 12
Постановка задач в механике грунтов
2.1 ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГРУНТОВ МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ГРУНТА МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ Особенности деформирования грунтов 2.5Вопросы для самоконтроля ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГРУНТОВ В природе грунты образовались в результате физического и химического выветривания горной породы. В отличие от конструкционных материалов, грунты в каждой строительной площадке имеют свои физико – механические характеристики и каждый раз при подборе площадки проводят новые изыскание на местности. Основной их отличительной особенностью грунтов как объект строительства является следующие параметры: -несплошность (раздробленность, дискретность) строения - многокомпонентный состав грунтов, их пористость, водонасыщенность, структурные связи между частицами. Сложное взаимодействие различных компонент друг с другом приводят к особым свойствам этих материалов, существенно отличающимися от свойств конструкционных материалов. Массивы грунтов, формируются в различных геолого-географических условиях.. Это порождает огромное многообразие их строения и состояния. Протекающие в них процессы могут быть крайне медленными, так что к началу строительства массив грунтов может рассматриваться как находящийся в равновесном состоянии. В результате строительства сооружения начальное состояние основания нарушается, и в грунтах возникают новые процессы. Грунты (скальные, крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые) в разном состоянии по трещиноватости, плотности и влажности неодинаково реагируют на одни и те же нагрузки. При этом могут вызывать смещения отдельных частиц, приводящие к их более плотной или рыхлой упаковке (уплотнение и разуплотнение грунта), к возникновению в поровой воде разности напоров и ее движению (фильтрация воды в грунте), к большим взаимным перемещениям одной части основания относительно другой (разрушение грунтов основания).
ВЫВОД
Модели механического поведения грунта Для надежного и экономичного проектирования сооружений необходимо уметь определять изменение напряжений в грунтах основания в результате строительства, оценивать, будет ли обеспечена прочность грунтов при таком изменении напряжений и какие в результате возникнут деформации основания. В конечном счете общая задача, , заключается в расчетах напряженно-деформированного состояния грунтов основания. Однако из-за указанных выше особенностей поведения грунтов в основании сооружений обычный подход строительной механики для решения этой задачи оказывается недостаточным, возникает необходимость разработки такой модели грунта, которая учитывала бы основные особенности его деформирования, и такого аппарата анализа, который позволил бы прогнозировать происходящие в грунтах основания процессы. Для этих целей могут быть использованы модель дискретной среды или модель сплошной среды. В модели дискретной среды делается попытка отобразить физическую модель грунта как дискретного материала, представляя его в виде совокупности отдельных частиц – шаров, дисков, балочек и т.п. (работы Г.И. Покровского, И.И. Кандаурова). Однако развитие этого направления встречается с большими сложностями и пока еще не привело к созданию законченной теории деформирования грунтов. Современная механика грунтов основывается на представлениях о грунтах как о сплошной однородной деформируемой среде. Такая концепция сплошности вещества является основным постулатом механики сплошной среды. Однако это потребовало введения ряда предпосылок, упрощающих реальное строение грунта. Во-первых, вводится поднятие элементарного объема грунта, т.е. такого его объема, линейный размер которого во много раз превышает линейный размер частиц или агрегатов, слагающих этот грунт. Тогда понятие напряжений и деформаций относятся уже не к точке как в механике сплошной среде, а к площадкам, соответствующим элементарному объему. Во-вторых, применение аппарата механики сплошной среды для расчета напряжений и деформаций в массиве грунта оказывается справедливым только в тех случаях, когда размеры массива и размеры площадок, через которые передаются нагрузки на массив, значительно больше размера элементарного объема грунта. Другим важным упрощением реального строения грунта является представление его в виде изотропного тела, т.е. тела, у которого свойства образцов, вырезанных по любому направлению, одинаковы (такие грунты как, например, ленточные глины, скальные грунты с системой трещиноватостью или слоистостью не являются изотропными). При проектировании ответственных сооружений используются и более сложные модели. К ним относятся модель двухкомпонентного грунта и модель трехкомпонентного грунта Здесь особое внимание уделяют взаимодействию между компонентами и изменению их количественного содержания в единице объема грунта в процессе деформирования. Расчетная модель грунта Физическую модель грунта мы приняли как дисперсное тело, состоящее из минеральных частиц со структурными связями. Расчетная модель грунта – это физическая модель с действующими внешними нагрузками и возникающими от этого внутренних усилий. С ростом внешней нагрузки можно представить, что разрушение модели грунта произойдет первую очередь действием касательных сил, так как прочность структурных связей меньше, чем прочность твердых частиц. Касательные сил воспринимаются силами структурного сцепления и трения. Силы трения между частицами зависят от величины сжимающих нормальных сил. Разрушение модели будет сопровождаться сдвигом по некоторой поверхности, с образованием поверхности скольжения. Формирование поверхностей сдвига в грунте связано с перемещением частей. Сопротивление грунта к сдвигу является основным показателем прочности и используется при расчетах оснований и фундаментов. Основные расчетные модели грунта: - модель дискретной среды - модель сплошной среды Модель сплошной среды делится:
- модель упруго-пластической среды (УПС)
При решении задач применяем два основных постулата: концепция сплошности (грунт в процессе деформации остается неразрывной сплошной средой). концепция равномерности (все компоненты грунта равномерно распределяются по объему). 1) Модель линейно-деформируемой среды (ЛДС). Основное положение ни в одной точке среды нет условия предельного состояния (условие разрушения). Построение модели – уравнение равновесия δσx/δx+δTxz/δz + x = 0 и δσz/δz+δTzx/δx + z = 0, где σ – нормальные, Т – касательные, х – проекция массовой или объемной силы, z – удельная массовая сила. Уравнения Коши и физические Уравнения Гука. Условия применимости для прочных грунтов. При малых нагрузках, для прочных грунтов. Модель служит для прогноза определения деформаций сооружений и оснований. Большие нагрузки и слабые грунты. Модель ЛДС– характеристики напряженного состояния и деформируемого состояния или среднее давление не превышает расчетное сопротивление Р≤R. 2) Модель теории предельного равновесия (ТПР). В каждой точке среды выполняется условие предельного напряженного состояния. – уравнение равновесия, - уравнение прочности (Кулона) 3) Модель упруго - пластической среды (УПС). Уравнение равновесия, Коши, прочности, обобщенный закон Гука. 12 |
Состояние и свойства грунтов в основании построенного сооружения также могут меняться в процессе его эксплуатации (уплотнение от нагрузок, передаваемых сооружением; изменение влажностного режима при колебании уровня подземных вод; оттаивание вечной мерзлоты в основании и т.д.). Строительство новых сооружений рядом существующими, ведение подземных работ, реконструкция сооружений и т.п. будут приводить к дополнительным воздействиям на грунты , в результате чего в грунтах могут развиваться новые процессы, осложняющие эксплуатацию зданий и сооружений.
-модель линейно-деформируемой среды (ЛДС),