Несущая способность оснований осесимметричных фундаментов зданий и сооружений

• Автор: Караулов, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 291 с. : ил.

Введение

1. Состояние вопроса

1.1. Обзор методов расчета устойчивости грунтовых массивов

1.2. Решения плоской задачи теории предельного равновесия грунтов

и их практические приложения

1.3. Проблемы решения осесимметричной задачи теории предельного равновесия грунтов

1.4. Основные задачи исследований

2. Статическое решение осесиммегричной задачи теории предельного равновесия грунтов вне концепции полной пластичности
2.1. Вывод канонической системы уравнений с использованием условия неполной пластичности

2.2. Разработка метода решения в малой окрестности оси симметрии

2.3. Каноническая система уравнений для идеальносвязной среды

2.4. Численное интегрирование системы дифференциальных
уравнений теории предельного равновесия
2.5. Численное исследование решения осесимметричной задачи при определении предельного давления на круглый штамп
2.6. Выводы по разделу 2
3. Несущая способность оснований осесимметричных фундаментов мелкого заложения
3.1. Несущая способность основания круглого фундамента
3.2. Несущая способность основания кольцевого фундамента
3.3. Несущая способность основания кольцевого фундамента при различной иригрузке с внешней и внутренней стороны кольца
3.4. Предельное давление кольцевого фундамента на основание с жестким подстилающим слоем
3.5. Выводы по разделу
4. Экспериментальные исследования и сопоставительный анализ
4.1. Оценка коэффициентов несущей способности основания круглого фундамента
4.2. Экспериментальные исследования несущей способности песчаного основания кольцевого штампа в пространственном лотке
4.3. Полевые опыты по определению предельного давления кольцевых штампов на глинистое основание
4.3.1. Предельное давление кольцевого штампа на естественное основание, сложенное суглинком
4.3.2. Предельное давление кольцевого штампа на естественное основание, сложенное супесью
4.4. Экспериментальная проверка формы эпюры предельного давления кольцевого штампа на основание
4.5. Выводы по разделу
5. Несущая способность слабых оснований осесимметричных земляных
сооружений
5.1. Расчетные схемы осесимметричных земляных сооружений в виде конуса и усеченного конуса
5.2. Предельное давление конической насыпи на слабое основание
5.3. Предельное давление на слабое основание насыпи в виде усеченного конуса
5.4. Выводы по разделу
6. Приложения решений осесимметричных задач теории предельного
равновесия к расчету фундаментов глубокого заложения
6.1. Анализ метода определения расчетного сопротивления грунта под нижним концом сваи
6.2. Метод определения предельного давления на дно глубокой круговой выработки
6.3. Практический метод расчета основания, армированного вертикальными элементами
6.3.1. Расчетная схема вертикально армированнного основания
6.3.2. Решение одномерной задачи уплотнения вертикально армированного основания
6.3.3. Вариационный подход к расчету вертикально армированного поля бесконечных размеров
6.3.4. Пример расчета вертикально армированного основания плитного фундамента
6.3.5. Экспериментальный анализ эффекта вертикального армирования основания
6.4. Практический метод расчета вертикально армированного основания ленточного и отдельно стоящего фундамента
6.5. Выводы по разделу 6 Основные выводы
Список литературы


Следующим важным направлением в решении плоских задач является построение эпюр предельного давления заданного очертания. Необходимость соответствия эпюр расчетного и предельного давления отмечалась еще В. А. Флориным 5. Например, в задаче о жестком штампе, форма эпюры предельного давления есть результат решения и определяется фактом шероховатости штампа. Соответствие получаемой формы опытным данным подтверждает правомерность теоретических решений. В инженерной практике встречаются случаи, когда форма эпюры предельного давления с гой или иной степенью точности заранее известна. Такая ситуация имеет место при передаче на слабые основания нагрузки от земляных сооружений. В этом случае эшора давления сохраняет свою форму во всем диапазоне возрастания нагрузки вплоть до разрушения основания. В практических расчетах нередко полагают, что форма эторы давления подобна контуру земляного сооружения. Наиболее известный пример трапецеидальная эшора давления на основание от дорожных насыпей. Впервые подобное решение было получено Л. Юргенсоном для треугольной эпюры предельного давления. Надо сказать, что формула Л. Юргснсона получила большое распространение в области проектирования насыпей на слабых основаниях. В дальнейшем, были получены общие решения статики сыпучей среды для трапецеидальной эпюры предельного давления. Эти решения рекомендовались для расчета несущей способности слабых оснований дорожных насыпей рис. В последнее время были получены новые важные решения статики сыпучей среды. В.Г. Федоровским детально исследовалось решение для сыпучего клина. Это позволило получить надежные результаты о несущей способности песчаных оснований. Кроме того, В. Г. Федоровским предложены решения плоской задачи о предельной нагрузке с учетом эксцентриситета приложения и угла наклона к вертикали равнодействующей . Далее, К. В. Королевым указана возможность построения строгих статических решений теории предельного равновесия грунтов о предельном давлении ряда близлежащих фундаментов мелкого заложения с учетом их взаимовлияния рис. Это позволяет значительно расширить область практического применения решений статики сыпучей среды в проектной практике . Таким образом, несмотря на узкий круг плоских задач, для которых могут быть получены строгие решения статики сыпучей среды, в этой области достигнуты значительные успехи. Значительно меньшее число работ посвящено решению осесимметричных задач теории предельного равновесия грунтов. Прежде всего, здесь необходимо отметить статью А. Ю. Ишлинского , где приводится решение задачи о вдавливании круглого штампа в идеальножесткопластическую среду без внутреннего фения. И хотя эта работа посвящена не грунтам, метод А. Ю. Ишлинского позволил применить общую теорию В. В. Соколовского к решению осесимметричных задач для грунтовых оснований. Как уже отмечалось, разработка осесиммефичной теории предельного равновесия грунтов была выполнена В. Г. Березанцевым 5. В результате теоретических и экспериментальных исследований, проведенных под руководством В. Г.Березанцева, получен целый ряд практических решений 6, 7, 8. В частности, была решена в приближенном варианте основная задача о вдавливании круглого штампа в грунтовое основание по схеме Прандтля, дан практический метод расчета лобового сопротивления грунта под нижним концом сваи 8. Впоследствии, Строгановым было исследовано статическое и кинематическое решение задачи о вдавливании круглого штампа в консолидирующееся и неконсолидирующееся грунтовое основание 0, 2. В работе 8 выполнен детальный анализ этой задачи. Все упомянутые решения осесиммефичных задач выполнялись в рамках гипотезы полной пластичности ХаараКармана 0. Необходимо отметить также работу Снарского 1, в которой приводится решение осесиммефичной задачи для идеальносыпучей среды. Обратимся к задаче о вдавливании круглого штампа в основание. Напомним, эта задача решается в механике фунтов в двух вариантах по схеме Хилла без образования под штампом клиновидного ядра, и по схеме Прандтля с его образованием. Первое решение, обычно, относят к случаю абсолютно гладкого штампа, второе для случая шероховатого штампа.