Механика грунтов и курс, посвященный основаниям и фундаментам, тесно переплетены с основами геотехники, о которых поговорим подробнее.
Основные расчеты геотехники
Геотехника относится к наукам, которые занимаются изучением земной коры, но в отличие от других дисциплин она направлена на выработку инженерных принципов, позволяющих строить здания и сооружения и осваивать подземные пространства. Геотехника относится к комплексному направлению, которое сформировалась на основе накопленных знаний в области грунтоведения, механики грунтов, оснований и фундаментов. Первое общество геотехников появилось более 90 лет назад, а в России в 1958 году был организован национальный комитет.
Рисунок 1. В основе геотехники лежит механика грунтов и дисциплина «Основания и фундаменты». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Статья: Основы геотехники
Основой геотехники является то, что грунт рассматривается как материал, как среда и как основание. Из грунта может быть выполнена земляное сооружение, на которое будет опираться фундамент, также грунт может стать основой подземного пространства, в котором разместятся различные подземные сооружения, а может служить и материалом для возведения плотин, насыпей и дамб. Геотехника позволяет изучать и конструировать различные подземные сооружения, такие как стена в грунте и грунтовые анкеры.
Проведение практической оценки геотехнических условий строительства проводиться с помощью ряда расчетов по определению прочностных, деформационных характеристик грунта, а также параметров напряженного состояния, величины осадки, давлений, испытываемых подпорными стенам.
Перечислим наиболее частые задачи геотехники:
- определение параметров деформируемости грунта по лабораторным данным;
- определение характеристик прочности грунта по лабораторным данным;
- оценка напряжений, возникающих в массиве грунта от сосредоточенной нагрузки;
- определение осадки грунтового основания с помощью послойного суммирования;
- оценка устойчивости откоса с помощью метода круглоцилиндрических поверхностей скольжения;
- определение величины давления грунта на гладкую подпорную стену.
Определение параметров деформируемости грунта по данным лабораторных испытаний
Под действием внешних условий грунт может испытывать деформации, которые не приводят к критическим разрушениям образцов, но при этом могут быть как обратимыми, так и необратимыми. Параметры деформируемости у каждого грунта разные, к примеру скальные грунты отличаются упругими свойствам, полускальные грунты относятся к частично упругим, рыхлые обломочные грунты подвержены деформациям, которые могут быть описаны и через модуль общей деформации, модуль объемной деформации, модуль осадки, коэффициент поперечной деформации и коэффициент сжимаемости.
Рассмотрим подробнее задачу оценки деформируемости грунта. По данным компрессионных испытаний, проведенных с помощью одометра, устанавливаются значения осадок для образцов, получаемые при различном давлении на грунт.
Одометр – это прибор, позволяющий провести компрессионное сжатие для выявления и оценки свойств консолидации грунта.
Чтобы построит график компрессионной зависимости необходимо найти коэффициент пористости грунта. Для поиска коэффициента используется формула, в которой искомое значение коэффициента пористости грунта после уплотнения равно разнице между начальным значением коэффициента пористости (до осадки) и полной осадки умноженной на сумму коэффициента до уплотнения, увеличенной на единицу, разделенной на начальную высоту образца.
Для решения задачи данные испытаний приводят в виде таблицы, в которой указываются:
- начальный коэффициент пористости;
- полная осадка образца при нагрузке в 0,05, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5 Мпа;
- расчетный интервал давлений.
Коэффициент относительной сжимаемости грунта определяется как отношение коэффициента сжимаемости грунта для заданного расчетного интервала давлений к начальному значению до уплотнения, увеличенном на единицу.
Модель деформации определяют для заданного расчетного интервала давлений, указанных в исходных данных.
Деформируемость глинистых грунтов обусловлена взаимными перемещениями твердых частиц грунта, в то время как в крупнозернистых грунтах главными факторами являются смятие контактов и разрушение от воздействия вертикальной нагрузки.
С помощью геотехники можно более детально и точно описать характеристики грунтов и сделать выводы о их пригодности для строительства.
