Давление покоя грунта

Давление покоя грунта определяется через коэффициент бокового давления

Активное давление грунта

Для определения активного давления грунта на ограждающую конструкцию принимается, что массив грунта при движении стены от грунта образует призму обрушения и грунт переходит в состояние предельного равновесия. Для сыпучих грунтов условие предельного равновесия имеет вид:

Рис. 3.

Если за подпорной стеной грунт имеет горизонтальную площадку, то . Следовательно, на подпорную стену высотой h на уровне h/3 будет действовать Е_а (рис. 3):

Пассивное давление грунта

Для определения пассивного давления грунта на ограждающую конструкцию принимается, что массив грунта при движении от стены образует призму выпирания, и грунт переходит в состояние предельного равновесия, которое описывается зависимостью:

где .

Пассивное давление на высоту h подпорной стены будет определяться выражением:

.

Ширина призмы обрушения определяется зависимостью:

.

Учет равномерно-распределенной нагрузки q на поверхности грунта приводит к следующему:

Учет сцепления грунта приводит к условию предельного равновесия вида:

Подставляя , получим:

Связный грунт обладает способностью держать вертикальный откос высотой h_o. Полагая , получим:

Отсюда следует, что в пределах глубины h₀ от свободной поверхности связный грунт не будет оказывать давление на стену. Причем максимальная эпюра активного давления будет определяться выражением:

Взаимодействие сооружения с массивом грунта.

Взаимодействие грунтового массива с конструкциями инженерного сооружения конечной жесткости (фундаментная плита, балка, стена, свая) вызывает сложное и неоднородное напряженно-деформированное состояние, как в самом массиве грунта, так и в инженерных конструкциях. Реактивные напряжения по контактной поверхности грунта и строительной конструкции называют обычно контактными. Зная эти напряжения их можно приложить поочередно на контактные поверхности грунта и строительной конструкции и, затем, определить напряженно-деформированное состояние в грунтовом массиве и в конструкциях. Поэтому вопрос о распределении контактных напряжений имеет огромное практическое значение. Распределение контактных напряжений зависит в первую очередь от соотношения жесткостей конструкций и грунтового массива. В связи с этим, например, возникает необходимость при расчете плитных фундаментов учитывать жесткость всего сооружения, так как формирование эпюры контактных напряжений происходит одновременно с формированием напряженно-деформированного состояния в массиве грунта и в конструкционных элементах сооружения.

Контактные напряжения под абсолютно жесткими фундаментами.

В случае жесткого приложения граничной нагрузки, например, жестким штампом, на контактной поверхности возникает реактивное напряжение, которое неравномерно распределяется по площади контакта. Неравномерность реактивного давления отразится также на характере распределения напряжений внутри массива. Оно существенно отличается от характера распределения напряжений от действия равномерно-распределенной нагрузки. Согласно принципу Сен-Венана это отличие распространяется на глубину до 1,5 ширины загруженной площади.