Устойчивость конструкции во многом зависит от взаимодействия грунта и фундамента. Они имеют разную физическую природу, но оба должны взаимодействовать для получения необходимой стабильности. Важно знать о контактном давлении, возникающем между грунтом и фундаментом, и его распределении в различных условиях, что кратко объясняется ниже.
Что такое контактное давление от фундамента?
Обычно нагрузки от конструкции передаются на почву через опору. В качестве реакции на эту нагрузку грунт оказывает давление вверх на нижнюю поверхность основания, что называется контактным давлением.
Распределение контактного давления под опорами
Распределение контактного давления на разных типах грунтов бывают.
- под гибкой опорой;
- под жесткой опорой.
Распределение контактного давления при гибкой опоре
Для гибкой опоры на связном грунте осадка образует чашеобразную форму. Она максимальна в центре опоры и минимальна на краях. Контактное давление распределяется равномерно по линии осадки или линии отклонения.
При укладке гибкого основания на несвязный грунт оседание в центре становится минимальным, а по краям максимальным, что прямо противоположно случаю оседания гибкого основания на связном грунте. Но и в этом случае контактное давление равномерно по линии осадки.
Распределение контактного давления под жесткой опорой
Для жестких оснований, опирающихся на связные грунты, оседание равномерное, но при этом контактное давление меняется. На краях контактное давление максимальное, а в центре минимальное, что формирует форму перевернутой чаши.
При пластическом течении в грунтах значения напряжений на краях становятся конечными.
Если основание опирается на несвязные грунты, контактное давление максимально в центре и постепенно снижается до нуля к краям.
Если основание заделано, то на краях жесткого основания может возникнуть некоторое контактное давление.
Факторы, влияющие на распределение контактного давления
Это следующие факторы:
- жесткость стопы;
- сжимаемость грунта;
- тип загрузки.
Жесткость стопы
Контактное давление равномерно в случае таких гибких оснований, как земляные насыпи. Контактное давление варьируется в случае таких жестких оснований, как основания с подкладкой RCC. Если основание частично гибкое, а частично жесткое, как плотный фундамент, контактное давление незначительно изменяется.
Сжимаемость грунта.
Сжимаемость или жесткость почвы также играет роль в распределении контактного давления. Если грунт крупнозернистый, контактное давление больше в центре основания, чем на краях, где, как и в случае с глинистыми грунтами, контактное давление равномерно.
Тип загрузки
Если сосредоточенная нагрузка приложена к центру фундамента, опирающегося на связный грунт, контактное давление не будет равномерным, независимо от жесткости фундамента.
Для гибкого фундамента контактное давление максимально точно при приложении нагрузки.
Для жестких оснований контактное давление максимально на краях. Приложение точечной нагрузки к жесткому фундаменту можно сравнить с приложением равномерной нагрузки к жесткому фундаменту, опирающемуся на связный грунт.
О распределении контактного давления
При проектировании фундаментов предполагается, что контактное давление является равномерным, что не является проблемой для гибких фундаментов, поскольку они имеют равномерное контактное давление, независимо от жесткости грунта.
Но когда дело доходит до жесткого основания, это предположение может привести к небезопасности конструкции, поскольку в этом случае контактное давление не равномерно. Это происходит, когда почва действует как эластичный материал.
Однако грунт под основанием действует как эластопластик непосредственно перед разрушением. Поэтому это предположение может быть оправдано на конечном этапе
