|
60 Тем не менее, модель Винклера, ввиду ее предельной математической простоты популярна и продолжает применяться в практике строительного проектирования. Следующим шагом явилась разработка модели упругого основания с двумя коэффициентами постели С1 и С2, предложенная П.Л. Пастернаком [170], М.М. Филоненко-Бородичем [274], В.З. Власовым и Н.Н. Леонтьевым [53], независимо друг от друга и исходя из совершенно разных предпосылок. В этой двухпараметрической модели первый коэффициент постели характеризует жесткость основания на сжатие, а второй на сдвиг. Эта модель с одной стороны устраняет главный недостаток модели Винклера позволяет учитывать распределительную способность грунта, а с другой почти не усложняет математическую постановку задачи по сравнению с моделью Винклера. Правда, двухпарамстрическая модель порождает так называемые фиктивные поперечные силы на краях фундамента, свободных от закрепления. Позднее В.А. Барвашов и В.Г. Федоровский [14] предложили усовершенствовать двухпараметрическую модель упругого основания за счет введения дополнительного слоя винклеровских пружин с распределенной жесткостью СЗ, накрывающего сверху мембранную модель Филоненко-Бородача и назвали ее модель основания «ССС». Она удовлетворяет условиям монотонного убывания осадок по мере удаления от места приложения нагрузки, стремлению осадки к некоторой конечной величине при бесконечном расширении площади приложения равномерной единичной нагрузки, и при этом никаких фиктивных поперечных сил на свободных краях фундамента не возникает. Основная сложность при реализации этих моделей в назначении коэффициентов постели Cl, С2 и СЗ, для которых требуются данные полевых испытаний, причем для штампов различных диаметров. Обычно эти коэффициенты назначаются без должного обоснования. В настоящее время в практике строительного проектирования используется наиболее простая модель грунтового основания модель линейно деформируемого тела. Ее применение предписано действующими нормативными документами [212], выпушенными более 20 лет назад. Использование данной модели было опре |
СНиП [150]. 3. Нелинейные (упругопластические) модели. Описанию этих моделей посвящено большое количество работ [9, 24, 35, 37, 96,108,120,128, 136,167,168,174]. Благодаря своей простоте и наглядности наибольшее распространение в инженерной практике получили модели грунта, основанные на гипотезе Винклера о пропорциональности реактивного давления грунта (отпора грунта) прогибам верхнего строения в соответствующих точках. Основной недостаток модели Винклера, на который указали Г.Э. Проктор [136] и К. Вигхардт [218] — данная модель с постоянным коэффициентом постели не отражает распределительной способности грунта. Тем не менее, модель Винклера, ввиду ее предельной математической простоты популярна и продолжает применяться в практике строительного проектирования. Следующим шагом явилась разработка модели упругого основания с двумя коэффициентами постели С\ и Сг, предложенная П.Л. Пастернаком [120], М.М. Филоненко-Бородичем [167], В.З. Власовым и Н.Н. Леонтьевым [29], независимо друг от друга и исходя из совершенно разных предпосылок. В этой двухпараметрической модели первый коэффициент постели характеризует жесткость основания на сжатие, а второй на сдвиг. Эта модель с одной стороны устраняет главный недостаток модели Винклера позволяет учитывать распределительную О почти не усложняет математическую постановку задачи по сравнению с моделью Винклера. Правда, двухпараметрическая модель порождает так называемые фиктивные поперечные силы на краях фундамента, свободных от закрепления. Позднее В.А. Барвашов и В.Г. Федоровский [9] предложили усовершенствовать двухпараметрическую модель упругого основания за счет введения дополнительного слоя винклеровских пружин с распределенной жесткостью Сз, накрывающго сверху мембранную модель Филоненко-Бородача и назвали ее модель основания «ССС». Она удовлетворяет условиям монотонного убывания осадок по мере удаления от места приложения 55 нагрузки, стремлению осадки к некоторой конечной величине при бесконечном расширении площади приложения равномерной единичной нагрузки, и при этом никаких фиктивных поперечных сил на свободных краях фундамента не возникает. Основная сложность при реализации этих моделей в назначении коэффициентов постели С\, С2 и Сз, для которых требуются данные полевых (натурных) испытаний, причем для штампов различных диаметров. Обычно эти коэффициенты назначаются без должного обоснования их числовых значений. В настоящее время в практике строительного проектирования используется наиболее простая модель грунтового основания модель линейно деформируемого тела. Ее применение предписано действующими нормативными документами [150], выпушенными более 20 лет назад. Использование данной модели было определено возможностью ее реализации в несложных инженерных методах расчета. Исследования применимости к грунтам формул теории упругости подробно представлены в трудах Н.А. Цытовича [174] и В.А. Флорина [168]. Основные аргументы против применения теории упругости к грунтам это очень большие остаточные деформации в грунтах и то, что они не работают или очень незначительно работают на растяжение. Но, принимая во внимание то, что приложенную к грунту нагрузку от сооружения, как правило, не снимают, вопросы об остаточных деформациях и о невозможности работы грунта на растяжение отпадают, лишь бы при нагружении осадки были пропорциональны нагрузке [32]. Чтобы подчеркнуть, что теория упругости применяется здесь с оговорками, принято говорить о работе грунта не как об упругой среде, а как о линейно-деформируемой среде [35]. По тем же причинам название «модуль упругости» заменяется здесь названием «модуль деформаций». Кроме модуля деформаций деформационные свойства грунтов характеризуются также коэффициентом Пуассона % Величина модуля деформации зависит от методики его определения. Модуль деформации не является упругой характеристикой грунта, т.е., его значение в разных точках основания должно 56 |