Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

§ 7. Прогноз осадок фундаментов на пластично-мерзлых грунтах при сохранении их температуры

Как указывалось в § 4 настоящей главы, при расчете полной стабилизированной осадки отдельного слоя мерзлого грунта (не рассматривая нарастания осадок во времени) достаточно знать лишь одну характеристику деформируемости мерзлого грунта - величину суммарного коэффициента относительной сжимаемости al , а также размеры слоя мерзлого грунта и давление на грунт.

Тогда, в случае одномерной задачи (сжатие слоя грунта при сплошной нагрузке или без возможности бокового расширения) полная стабилизированная осадка мерзлого грунта определится по известной из общей механики грунтов формуле*, в которой необходимо лишь заменить коэффициент относительной сжимаемости ао на суммарный коэффициент относительной сжимаемости мерзлого грунта Qo :

s = halp, (V.21)

В § 5 было рассмотрено и нарастание осадок во времени, вызываемое только ползучестью мерзлого грунта, принимая мерзлый грунт за квазиоднородное однокомпонентное тело в условиях одномерной задачи [формулы (V.15) и (V.18), которые можно непосредственно применять лишь в случае практически достаточного соответствия условий работы данного фундамента одномерной задаче]. Последнее будет иметь место лишь при очень широких фундаментах (когда их ширина не менее чем в два раза больше мощности слоя мерзлого грунта), что бывает весьма редко. В остальных случаях задачу определения осадок фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, необходимо рассматривать как пространственную.

В случае пространственной задачи (действия на мерзлый грунт местной нагрузки от фундаментов сооружений) для определения полной стабилизированной осадки фундаментов на пластичномерз-лых (высокотемпературных) грунтах по величине суммарного коэффициента относительной сжимаемости а о и толщине отдельных слоев грунта также можно применить известные общие методы механики грунтов: приближенный метод послойного суммирования (по СНиП П-Б.1-62) и разработанный автором инженерный метод эквивалентного слоя.

Если мерзлый грунт однороден на достаточную глубину (в несколько раз большую ширины подошвы фундамента), то разбивая (по СНиПу) толщину грунтов на слои мощностью в 0,2 Ь, где b - ширина подошвы фундамента (или по границам напластований различных грунтов, но по толщине не более 0,2&), величину полной стабилизированной осадки фундаментов на толще мерзлых грунтов определяют по формуле послойного суммирования:

* См. сноску на стр. 127.

haio., (V.22)

где Ozi - вертикальное сжимающее напряжение, определяемое по табл. 8 СНиП П-Б.1-62; ali - величина суммарного коэффициента относительной сжимаемости для отдельных выделенных слоев мерзлого грунта (определяется опытом или для предварительных расчетов принимается по табл. 32 и 33); hi - мощность отдельных слоев мерзлых грунтов.

При применении метода эквивалентного слоя, который учитывает все составляющие нормальных напряжений (oz, Оу и ах), боковое расширение грунта, размеры и жесткость фундамента, предварительно определяют мощность эквивалентного слоя грунта, осадка которого равновелика осадке фундамента заданных размеров и жесткости, по формуле автора:

h, = Aiob, (V.23)

где Лео - коэффициент эквивалентного слоя берется по таблицам * в зависимости от отношения длины / к ширине фундамента Ь, т. е. от а = 1/Ь (жесткости фундамента) и величины коэффициента бокового расширения грунта ро, аналогичного коэффициенту Пуассона.

Тогда, не производя суммирования по формуле (V.22) и вычислений сжимающих напряжений ог, будем иметь более простое и точное выражение для общей стабилизированной осадки фундаментов на толще однородных мерзлых грунтов:

Soo = h,alp, (V.24)

где р - давление от сооружения на уровне подошвы фундамента.

В случае различной сжимаемости отдельных слоев мерзлого грунта на всю активную зону сжатия, максимальная мощность которой (по полученному нами ранее решению) равна Я = 2/гэ, необходимо предварительно вычислить средний суммарный коэффициент относительной сжимаемости мерзлых грунтов по формуле

аот =---, (V.25)

где Zi - расстояние от уровня, соответствующего глубине 2/гэ, до середины каждого рассматриваемого слоя мерзлого грунта.

Для расчета нарастания осадок, возникающих только от ползучести мерзлых грунтов, однородных на достаточную глубину под фундаментами с прямоугольной площадью подошвы, решение получено в 1972 г. Ю. К. Зарецким ** на базе применения теории наследственной ползучести с гиперболическим ядром вида (П1.6).

* См. сноску на стр. 127. ** См. сноску на стр. 122.

Это решение в случае возрастания нагрузки от начала загружения фундамента до момента i -по закону прямой (р = ), а затем при t>ti постоянной нагрузкой (/? = const) имеет следующий вид:

а) при использовании способа послойного суммирования для определения стабилизированной осадки затухающей ползучести:

аоТаЛ-*/[1- f ln(l + f)

при /</i

При fti

T-h + t

(V.26)

где aoco - величина установившегося коэффициента вторичной сжимаемости (при ползучести); этот параметр определяется по графику рис. 68 и формуле (III.19); Г -параметр гиперболического ядра ползучести (см. § 5 гл. III) и Qz - коэффициент рассеивания сжимающих напряжений (табл. 8, СНиП П-Б. 1-62);

б) при использовании метода эквивалентного слоя решение получается более простым:

Sni=Kaomkt 1-y) при <1 и

при />/i

(V.27)

где do oom - средний стабилизированный коэффициент вторичной сжимаемости при затухающей ползучести для толщи мерзлых грунтов, определяемый по формуле (V.25), с заменой в ней величин суммарного коэффициента относительной сжимаемости ali на коэффициенты вторичной сжимаемости a(ooo).

В случае постоянной нагрузки (/? = const) формулы (V.27) значительно упрощаются, и выражение для деформации затухающей ползучести принимает при гиперболическом ядре ползучести следующий вид:

Sut - haomP

(V.28)

Эту формулу и можно рекомендовать для применения на практике.

При экспоненциальном ядре ползучести будем иметь

Snt = h,aomP{\--). (V.29)