Товар в корзине!

Вы не зарегистрировались на сайте.
Ваша корзина не сохранится после сессии.

Для постоянной работы с сайтом необходимо зарегистрироваться.

Буровая системная компания
Буровые установки

Анализ устойчивости сооружения

Плоский сдвиг

Горизонтальные силы, действующие на сооружение, могут сдвинуть его непосредственно по плоскости подошвы фундамента. При этом сдвигу препятствуют силы трения и сцепления по подошве фундамента и силы горизонтального давления грунта по его граням (рис. 8.9).

Рис. 8.9. Схема действия сил при плоском сдвиге фундамента по подошве

Расчет фундамента на сдвиг по его подошве или по подошве грунтовой подушки по схеме плоского сдвига производится, если не выполняется условие

               (8.46)

где δ— угол наклона равнодействующей нагрузки к вертикали; φ1 — угол внутреннего трения.

В общем случае устойчивость сооружения на плоский сдвиг определяется выражением

                  (8.47)

где  и — соответственно суммы проекций на плоскость скольжения сдвигающих и удерживающих сил; γс— коэффициент условий работы, принимаемый: для песков, кроме пылеватых — 1,0; для песков пылеватых, а также глинистых грунтов в стабилизированном состоянии — 0,85; для скальных грунтов: невывет-релых и слабовыветрелых — 1,0; выветрелых— 0,9; сильно выветрелых — 0,8; γn — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15; 1,10 соответственно для зданий I, II и III классов.

Суммы сдвигающих      и удерживающих   сил определяются по формулам

               (8.48)

               (8.49)


где Fh — горизонтальная составляющая нагрузки, действующей на основание в уровне подошвы фундамента; Еа и Ер — равнодействующие активного и пассивного давления грунта на боковые грани фундамента; Fv — вертикальная составляющая нагрузки, действующей на основание в уровне подошвы фундамента; U — взвешивающее давление воды на подошву фундамента при высоком значении уровня подземных вод; А — площадь подошвы фундамента; c1— расчетное удельное сцепление грунта.

Коэффициент трения ƒ зависит от шероховатости подошвы и вида грунта основания. Для фундаментов с повышенной шероховатостью подошвы:

            (8.50)

а для гладкой подошвы фундамента ƒ принимается по табл. 8.10 в зависимости от вида грунта основания или подготовки.

Таблица 8.10. Коэффициент трения грунтов на поверхности сдвига

Вид грунта основания или подготовки Значения f
Бетон или кладка из бетонных камней 0,70
Скальные грунты с неомывающейся поверхностью 0,60
Гравийные и галечниковые грунты 0,50
Пески:
маловлажные
влажные и водонасыщенные

0,50
0,45
Супеси:
   JL < 0,25
   JL ≥ 0,25

0,50
0,30
Суглинки:
JL < 0,25
JL ≥ 0,25

0,40
0,20
Глины:
JL < 0,25
JL ≥ 0,25

0,30
0,15
Скальные грунты с омывающейся поверхностью (глинистые известняки,скальные и т.п.) 0,25


Согласно СНиП 2.02.02—85 расчет устойчивости по схеме плоского сдвига, т.е. без поворота, производится для сооружений, расположенных на основаниях песчаных, крупнообломочных, твердых и полутвердых, глинистых грунтов, если выполняется условие

                       (8.51)

а для оснований, сложенных пластичными, туго- и мягкопластичными грунтами, кроме условия (8.51), должны выполняться следующие условия:

                        (8.52)

                  (8.53)


В формулах (8.51)—(8.53):

Nσ— число моделирования; σmax — максимальное нормальное напряжение под подошвой сооружения; b — ширина подошвы фундамента; γI — удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды; No — безразмерный критерий No = 3 для всех грунтов, кроме песков плотных, для которых No= 1; tg ψI — расчетное значение коэффициента сдвига; σm — среднее напряжение по подошве сооружения; с0v — коэффициент степени консолидации; to— продолжительность возведения сооружения;  mo — коэффициент уплотнения грунта; γω — удельный вес воды; ho — расчетная толщина консолидируемого слоя, определяется по табл. 8.11.

Таблица 8.11. Толщина консолидируемого слоя

Тип основания Расчетная формула

Однослойное, водоупор на глубине h1≤Нc
(Нс - сжимаемая толща)
Дренирующий слой на глубине
h1 ≤ Hc
Двухслойное с толщиной слоев
h1 и h2 (h1+ h2≤НС), кƒ1 ≈ kƒ2
То же, при дренирующем слое на глубине
h1 + h2

Ho = d1 + 0,5(b-bd)
(bd - ширина участков с дренажем)

hо = 0,5h1 + 0,5(b-bd)

ho = (h1 + h2) + 0,5(b-bd)

hо = 0,5(h1 + h2) + 0,5(b + bd)

При инженерных расчетах удобно использовать коэффициент устойчивости ks, который определяется как отношение удерживающих сил к сдвигающим. При ks< 1,0 происходит сдвиг, т.е. прочность объекта не обеспечена; при ks = 1,0 массив находится в состоянии критического (предельного) равновесия; при ks> 1,0 система устойчива с определенным запасом.

Таким образом, коэффициент запаса устойчивости для случая плоского сдвига можно определить по формуле

                 (8.54)