|
Исследование зависимости между
деформациями грунта и действующими давлениями дало возможность установить,
что под действием внешней местной нагрузки грунт последовательно испытывает
три стадии деформации ( 28.1).
При относительно небольшой внешней нагрузке грунт уплотняется.
Деформация идет вследствие вертикального перемещения частиц грунта и
соответствующего уменьшения пор. Горизонтальные смещения частиц при таких
нагрузках исчезающе малы. Деформации грунта, соответствующие данной стадии
сопротивления, быстро стабилизируются, т. е. достигают своей конечной
величины. Стадия сопротивления, соответствующая линейной части графика на
рис- 28.1, называется стадией уплотнения.
Если передать нагрузку, большую, чем Ом, то линейная
зависимость между давлениями и деформациями исчезает. Увеличение деформаций
обгоняет увеличение нагрузок. При этом стабилизации деформаций не происходит,
в грунте возникают незатухающие во времени деформации ползучести.
Такое соотношение между деформациями и давлениями
объясняется тем, что при давлениях, больших Ом, деформация грунта происходит
главным образом в результате горизонтального смещения его частиц. Состояние
грунта на этой стадии характеризуется тем, что в нем образуются площадки
сдвигов, а сами деформации представляют собой результат скольжений, следующих
одно за другим. Деформации уплотнения, т. е. вертикальное перемещение частиц
грунта, на этой стадии имеют ничтожное значение. Следовательно, давления,
большие Ом, будут создавать сдвигающие усилия, превосходящие сопротивление
грунта сдвигу.
Таким образом, сопротивление грунтов сдвигу становится
основным фактором^ определяющим несущую способность грунтов. Стадия
сопротивления, соответствующая участку MN на графике 28.1, называется
стадией сдвигов.
Если начать передавать на грунт давление, большее, чем on,
то закономерность между напряжениями и деформациями исчезает.
На этой стадии происходит взаимное скольжение частиц,
выпирание в стороны и даже вверх. Структура грунта разрушается.
Третья стадия сопротивления грунта обычно наступает
внезапно и имеет явно катастрофический характер. Отмечая, что наступление
третьей стадии сопротивления характеризуется выпиранием грунта вверх, В. И.
Кур- дюмов назвал ее стадией выпирания. На графике (см. 28.1) этой стадии
соответствует участок ND.
Давления на грунт ом и on, соответствующие точкам,
отделяющим стадии деформации, называют критическими давлениями. Дальнейшие
исследования деформаций грунтов под нагрузкой показали, что в ряде случаев
могут быть некоторые отклонения от приведенного основного описания стадий
деформации. На стадии сдвигов деформации могут быть затухающими. В песчаных
грунтах при испытаниях на значительных глубинах и в некоторых других случаях
не наблюдается выпирания грунта на поверхность. На стадии уплотнения могут
быть некоторые незначительные отклонения от прямой пропорциональности между
давлениями и деформациями. Однако общая характеристика стадий деформации
грунтов под нагрузкой остается в силе.
Первое критическое давление Ом понимается как предел
пропорциональности, отделяющий стадию уплотнения от стадии сдвигов. Второе
критическое давление on понимается как предел несущей способности грунта,
отделяющий стадию сдвигов от стадии потери несущей способности. Следовательно,
второе критическое давление соответствует предельному состоянию грунта по
условию его прочности.
Размеры критических давлений на грунты основания могут
быть определены непосредственными испытаниями грунтов в шурфах и скважинах
или же вычислены методами механики грунтов на основе лабораторных
исследований образцов грунта.
|