— Все документы — Директивные письма, положения, рекомендации и др. — МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЯ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГОССТРОЯ СССР

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЯ

Одобрены секцией № 1 Научно-технического совета НИИСКГосстроя СССР

Протокол № 12 от 29 октября 1980 г.

НИИСК, КИЕВ 1981

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ МАТЕРИАЛОВ СИСТЕМЫ ''СООРУЖЕНИЕ-ОСНОВАНИЕ"

2.1. Критерии подобия грунтового основания

2.2. Критерии подобий материалов сооружения

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЯ НА ГРУНТОВОМ-ОСНОВАНИИ

3.1. Условия моделирования

3.2. Исходная информация для установления подобия материалов оригинала и модели

3.3. Определение параметрических точек, на графике штамповых испытаний

3.4. Получение материала основания модели

Приложение 1 ПРИМЕРЫ

Приложение 2 МАТРИЦЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА (планы первого порядка)

Приложение 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИНОМА МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ

ЛИТЕРАТУРА 


Изложены рекомендации по моделированию напряженно-деформированного состояния сооружения на грунтовом оснований. Приведены критерии подобия грунтового основания и системы "сооружение-основание", условия моделирования, методы определения параметрических точек на графике "осадка-давление", методика получения материала грунтового основания модели с заданными свойствами. Даны примеры моделирования.

Предназначены для научных работников строительного профиля.

Рекомендации разработаны инж. В.Г. Тарасюком и канд. техн наук Г.В. Шараповым (НИИСК Госстроя СССР).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Метод моделирования является эффективным средством исследования пространственных систем, проведение расчета которых с учетом всех их особенностей (сложные граничные условия, совместная работа с основанием и т.д.) во многих случаях встречает серьезные затруднения. Метод моделирования позволяет провести качественное и количественное исследование напряженно-деформированного состояния конструкций, оценить достоверность методов их расчета, распространить результаты единичных опытов на рассматриваемый класс систем.

1.2. Настоящие рекомендации относятся к моделированию напряженно-деформированного состояния сооружения на грунтовом оснований с учетом стадий работы материалов, из которых состоит система "сооружение-основание". Сооружения из грунта не рассматриваются.

1.3. Приведенные ниже положения распространяются на сооружения с фундаментами под отдельно стоящие колонны, ленточными фундаментами, фундаментами значительных размеров, а также их различными сочетаниями при статическом действии нагрузки.

1.4. При установлении подобия процессов, происходящих в оригинале и модели, использована теория расширенного подобия [l]. Критерии подобия напряженно-деформированного состояния сооружения на грунтовом основании получены для системы "сооружение-основание" как составного тела. Подобие материалов сооружения рассматривается исходя из подобия индикаторных диаграмм σ - ε. Критерии подобия грунтового основания при исследовании напряженно-деформированного состояния сооружения получены на основании графиков F - S штамповых испытаний.

1.5. В стадии разрушения доверительные интервалы осадки в зависимости от давления значительно больше, чем в упругой стадии работы основания. Поэтому предлагаемый метод встадии разрушения грунтового основания менее точен, чем в упругой.

1.6. В отличие от положений, изложенных в [1], гомогенность диаграмм рассматривается не на всем участке, а в параметрических и дополнительных точках.

1.7. В соответствии с положениями о подобия составных тел [1-2] при моделировании напряженно-деформированного состояния сооружения на грунтовом основании необходимо выполнять следующие условия подобия:

геометрические;

для материалов сооружения и основания;

статические;

по контактной поверхности сооружения и основания.

Невыполнение хотя бы одного из этих условий может привести к существенным погрешностям в оценке действительного напряженно-деформированного состояния сооружения, полученного на основании испытаний на моделях,

1.8. Под геометрическими условиями подобия следует понимать полное геометрическое подобие сооружения и основания.

2. КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ МАТЕРИАЛОВ СИСТЕМЫ ''СООРУЖЕНИЕ-ОСНОВАНИЕ"

2.1. Критерии подобия грунтового основания

2.1.1. Согласно положениям СНиП II-15-74 расчет основания производится по несущей способности и по предельным деформациям. Как правило, определяющим является расчет по предельным деформациям, в значительной степени определяющий напряженно-деформированное состояние сооружения. Поэтому рассматривается не полное подобие напряженно-деформированного состояния основания, а моделируются его осадки.

2.1.2. Основание сооружения является составной частью системы "сооружение-основание". Поэтому правильное определение критериев подобия основания и их выполнение в значительной степени влияют на конечный результат исследований системы в целом. Согласно [3] при определении механических характеристик грунта необходимо выполнить следующие требования:

свойства образцов должны соответствовать состоянию грунта в естественном залегании;

граничные и временные условия загружения и деформирования грунта при его работе в сооружении должны моделироваться при испытаниях.

2.1.3. Рассматривая работу грунта под фундаментами зданий и сооружений, следует отметить, что наиболее полно выполняются вышеназванные требования при штамповых испытаниях грунта пробными нагрузками. Поэтому в основу определения деформированных характеристик грунта при изучении на моделях напряженно-деформированного состояния сооружения на грунтовом основании были положены штамповые испытания.

2.1.4. В соответствии с п. 1.4, чтобы получить материал основания, подобный оригиналу, необходимо иметь закон взаимосвязи напряжений и деформаций для оригинала, полученный при испытании образцов из материала оригинала при заданном законе загружения. Это свидетельствует о том, что для получения критериев механического подобия оснований большое значение имеют анализ и выяснение физической сущности связи напряжений и деформаций в грунтовых основаниях.

2.1.5. Учитывая класс рассматриваемых задач, в качестве исходной информации для установления подобия грунтового основания принимаем зависимость осадки от давления, получаемую в результате штамповых испытаний. При этом исходим из следующих соображений:

график Р - Sструктурно подобен диаграмме σ - ε;

удельное давление Р интегрально характеризует нормальное контактное напряжение под штампом и является осредненной величиной значений нормальных контактных напряжений;

осадка штампа S и величина Δl - εl сходственны между собой.

В соответствии с этим подобие материалов грунтовых оснований следует трактовать как подобие их графиков штамповых испытаний.


Рис. 1. Параметрические точки и их координаты на графиках штамповых испытаний

1, 2, 3 - основные типы зависимостей осадки от давления

2.1.6. Возможные графики штамповых испытаний, приведенные на основе данных работы [5], показаны на рис. 1. Кривая 1 характерна для фундаментов мелкого заложения на плотных грунтах. Зависимость 2 характерна для глинистых грунтов и песков средней плотности, а также для плотных грунтов при фундаментах глубокого заложения. График В характерен для слабых грунтов. Анализируя графики Р - S, приведенные на рис. 1, можем отметить, что для кривых 1 и 2 характерно наличие линейного участка ОА. Линейную зависимость Р - S характеризует некоторое уплотнение грунта, медленное развитие зон сдвигов. Эту фазу работы основания с достаточной степенью точности можно принять линейной. Следовательно, точка А с координатами РY и SY, являющаяся границей линейной работы основания, может быть принята в качестве параметрической. Участок АВ (ОВ для кривой 3) характеризуется более интенсивным развитием зон сдвигов. Перемещение основания носит значительный характер. В конце участка завершается процесс формирования упругого ядра. Эта фаза работы основания принята нелинейной. Точна В с координатами РУП и SУП является второй параметрической точкой. Участок ВС характеризует разрушение основания. Штамп вместе с упругим ядром раздвигает грунт и резко перемещается вниз, получая значительную, но конечную осадку. Точка С с координатами РП и SП определяет окончательное перемещение штампа и является третьей параметрической точкой графика Р - S.

Следовательно, в общем случае для графика штамповых испытаний характерно наличие трех фаз работы, а именно: линейной, нелинейной и стадии разрушения. Причем графику Р - S характерно наличие параметрических точек, определяющих фазы работы основания. Координаты этих точек определяют деформативные и прочностные свойства основания под штампом.

2.1.7. На основе теории расширенного подобия [1] для моделирования работы грунтовых оснований при исследовании напряженно-деформированного состояния сооружения на моделях необходимо выполнение условий:


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости