Общие понятия о несущей способности основания и предельном равновесии сооружения на нескальном основании

На рис. 9.24 показана фундаментная плита плотины, на которую действуют вертикальные а и сдвигающие т нагрузки, отнесенные к единице; площади подошвы сооружения. Под действием нагрузок, передаваемых

 Рис. 9.24 Кривые сдвига:
а - при предельном равновесии;  б - для модели на пылеватых песках;  1 - по экспе­риментам; 2 - глубокий сдвиг; 3, 4, 5 - сдвиг с частью основания, В = 1,75 м,

 плотиной в нескальном основании, возникают пластические деформации. При относительно малых нагрузках деформации зани­мают поверхность основания и небольшие краевые зоны (рис. 9.25, а-1). По мере роста загрузок деформации захватывают все большие области грунта в глубину. При некоторой, так называемой критической, нагрузке  возникает течение грунта в этих областях и выпирание его из-под всего фундамента (кривая АВС на рис. 9.24, а), следствием чего может явиться потеря сооружением рав­новесия.

В соответствии с этими понятиями о деформации грунта осно­вания производятся расчеты устойчивости «жестких» конструкций сооружений на сдвиг на три возможные формы сдвига: 1 - плос­кий сдвиг, когда сооружение сдвигается непосредственно по поверх­ности опирания или условной - расчетной поверхности I-I рис. 9.25, а, все силы относят к этой плоскости, за исключением отпора грунта со стороны нижнего бьефа; 2 - смешанный сдвиг, когда на части площади опирания сдвиг происходит непосредствен­но по поверхности А-В, на остальной части с выпором грунта ВСD (рис. 9.25, б); 3 - глубинный сдвиг, при котором выпор грунта ох­ватывает всю подошву фундамента (рис. 9.25, в). В случае 2 и 3 происходит потеря несущей способности основания.

Зависимость между  и , характеризующая предельное равно­весие несвязного основания, изображается кривой ОАВС (см. рис. 9.24, а). При плоском сдвиге она выражается уравнением Ку­лона , т. е. прямой ОАD, затем кривой АВС, для выраже­ния которой предложены разные функции (наиболее простая - синусоидальная функция .

Положение кривой ОАВС зависит от размеров пластиче­ских деформаций и эксцентри­ситета нагрузки (возможны кривые ОА1В' или ОА2В"). При приложении равнодейст­вующей вертикальной нагруз­ки близко к верховой грани кривая скольжения лежит наи­более глубоко (линия 2 на рис. 9.24, б), а кривая предель­ного равновесия - наиболее низко. По мере продвижения равнодействующей к низовой грани область пластических деформаций уменьшается (2, 3, 4 - рис. 9.24. б), и прочность основания увеличивается.

Нормальные напряжения допускается определять в лю­бой точке подошвы по гипотезе линейного их распределения.