|
механической модели отражаются и идеализируются наиболее существенные стороны исследуемого процесса. Свойства грунтов при расчете устойчивости откосов и склонов обычно заменяются свойствами одной из двух упрощенных моделей, подчиняющихся либо теории предельного равновесия, либо теории упругости. Математический аппарат этих теорий хорошо разработан, что позволяет определять напряжения и деформации в массиве. Экспериментальные исследования многих авторов показывают, что применение обеих теорий при соблюдении определенных условий оправдано. Если нагрузка на грунт такова, что в каждой точке приоткосной зоны сопротивление сдвигу не превышено или превышено в очень небольшой области, грунты практически ведут себя как линейнодеформируемые среды. Поэтому в данном случае применима теория упругости. Если сопротивление сдвигу превышено, грунт переходит в состояние, удовлетворительно описываемое теорией предельного равновесия. В реальных условиях в наиболее важных для практики случаях в приоткосной зоне имеются упругие и пластические области. Следовательно, при исследовании устойчивости откосов и склонов целесообразно решать смешанную задачу теории упругости и пластичности, а при выяснении влияния на устойчивость фактора времени использовать линейную теорию ползучести. Эффективным средством решения многих задач линейной теории ползучести является принцип Вольтера, по которому в решении одноименной задачи классической теории упругости необходимо заменить упругие постоянные материала соответствующими временными операторами. Повторяя рассуждения, приведенные в работе Ж.С. Ержанова [34] при решении задачи линейной теории ползучести для подземных выработок, применительно к задаче об определении напряжении в приоткосной зоне и 42 |
1.2. Постановка задачи Реальный грунтовый массив характеризуется многообразием физикомеханических свойств и условий залегания пород, слагающих его. Поэтому решение любой задачи механики грунтов проводится для некой модели, имитирующей массив. В этой механической модели отражаются и идеализируются наиболее существенные стороны исследуемого процесса. Свойства грунтов при расчете устойчивости откосов и склонов обычно заменяются свойствами одной из двух упрощенных моделей, подчиняющихся либо теории предельного равновесия, либо теории упругости. Математический аппарат этих теорий хорошо разработан, что позволяет определять напряжения и деформации в массиве. Экспериментальные исследования многих авторов показывают, что применение обеих теорий при соблюдении определенных условий оправдано. Если нагрузка на грунт такова, что в каждой точке приоткосной зоны сопротивление сдвигу не превышено или превышено в очень небольшой области, грунты практически ведут себя как линейно-деформируемые среды. Поэтому в данном случае применима теория упругости. Если сопротивление сдвигу превышено, грунт переходит в состояние, удовлетворительно описываемое теорией предельного равновесия. В реальных условиях в наиболее важных для практики случаях в приоткосной зоне имеются упругие и пластические области. Следовательно, при исследовании устойчивости откосов и склонов целесообразно решать смешанную задачу теории упругости и пластичности, а при выяснении влияния на устойчивость фактора времени использовать линейную теорию ползучести. Эффективным средством решения многих задач линейной теории ползучести является принцип Вольтера, по которому в решении одноименной задачи классической теории упругости необходимо заменить упругие постоянные материала соответствующими временными операторами. Повторяя рассуждения, приведенные в работе Ж.С. Ержанова [25] при решении задачи линейной теории ползучести для подземных выработок, применительно к задаче об определении напряжений в приоткосной зоне и изменяя некоторые обозначения, получим следующее. В начальной момент при t = 0 в массиве возникло поле дополнительных напряжений и перемещений, вызванное влиянием различных нагрузок. Этому моменту соответствуют лишь упругие деформации. Эго упруго-мгновенное состояние складывается из основного напряженного состояния, характеризующего нетронутый грунтовый массив, и дополнительного напряженного состояния, вызванного воздействием различных нагрузок. При этом напряженное состояние определяется формулами: <г,(г)-<т;+<тГЙ Таким образом, для решения рассматриваемой в диссертации проблемы расчета и прогноза устойчивости системы «высокая насыпь автомобильной дороги основание» необходимо решить следующие задачи: 1. Определение упругих напряжений и анализ их распределения в системе насыпь-основание при различной геометрии поперечного сечения насыпи и физико-механических свойств грунтов, слагающих насыпь и основание. 2. Исследование влияния всевозможных факторов на прочность системы насыпь-основание. |