Фундаменты

При проектировании котлованов и устройстве насыпей расчет ведут с учетом угла естественного откоса, который принимается равным максимальному углу, при котором неукрепленный откос сохраняет состояние равновесия (не осыпается). Иногда в расчетной практике углы внутреннего трения и естественного откоса принимают равными.
В целях достижения максимальной достоверности при полевых и лабораторных исследованиях по определению механических характеристик грунтов проводят серию испытаний, результаты которых обрабатывают с помощью методов математической статистики.

Несущую способность оснований оценивают с помощью сопротивления грунтов сдвигу, которое зависит от угла внутреннего трения и сцепления. Именно по этим характеристикам определяют предельные и расчетные сопротивления грунтов оснований. Угол внутреннего трения и сцепления определяются в соответствии с закономсопротивления грунтов сдвигу, который формулируется следующим образом: предельное сопротивление сдвигу есть функция первой степени нормального напряжения.
Сопротивление сдвигу изучают с помощью сдвиговых приборов, представляющих собой две обоймы: неподвижную нижнюю и подвижную верхнюю, между которыми помещается образец грунта. . Изменяя вертикальную нагрузку, можно построить график зависимости предельного сопротивления грунтов сдвигу от вертикального давления.

Можно сделать вывод, что под центром штампа давление будет минимальным, а под краями — бесконечно большим. Но грунты основания не могут воспринимать бесконечно большие- напряжения, поэтому в реальных условиях под краями штампа напряжения будут всегда иметь конечное значение.
При возрастании внешней нагрузки, когда напряжения под краями штампа превысят сопротивление грунта сдвигу, в этих зонах будут образовываться пластические деформации, и эпюра приобретает седлообразное очертание. По мере дальнейшего возрастания нагрузки, приближающейся к предельной эпюре давлений она приобретает колоколообразное очертание. Следовательно, очертание эпюры давления под подошвой фундамента зависит от внешней нагрузки и развития зон пластических деформаций в грунте. В практических расчетах при действии центрально-приложенной нагрузки давление под подошвой фундамента условно осредняют и считают его равномерно распределенным.

При проектировании оснований и фундаментов взаимодействие между ними и их взаимное влияние друг на друга оценивают, с помощью контактных давлений, возникающих в грунтах по подошве фундамента.
Ранее рассматривались методы определения напряжений в основании при действии нагрузок, которые могут следовать за перемещениями грунта, причем в центре равномерно распределенной нагрузки деформации основания будут больше, чем по краям, так как напряжения в центре площади загружения больше, чем по краям.
В результате будет формироваться так называемая чаша оседания. При передаче давления на грунт основания через подошву жесткого фундамента осадка основания под ним будет равномерной, но в этом случае равномерность осадки вызовет неравномерное распределение давления. Имеется теоретическое решение задачи о распределении напряжений по подошве круглого абсолютно жесткого штампа.