Ф.12.7. Влияет ли конструкция фундамента на использование имеющихся решений теории упругости для определения деформации поверхности основания?

Все конструкции фундаментов условно можно разделить на три группы по характеру напряженно-деформированного состояния грунта в их основании:

1. Фундаментные балки, имеющие достаточно большую длину и нагрузку, которая не изменяется от сечения к сечению. Основание под такими фундаментами находиться в условиях плоской деформации, так как если вырезать полосу шириной b (рис.Ф.12.7,а) в поперечном направлении, то грунт основания будет находится в аналогичных условиях с любой соседней подобной полосой. Все деформации грунта основания возникают только в плоскости приведенной схемы.

2. Фундаменты дымовых труб, газгольдеров, градирен, имеющие круглое очертание в плане, передают на основание нагрузки, которые вызывают осесимметричное напряженно-деформированное состояние в грунте основания (рис.Ф.12.7,б).

Рис.Ф.12.7. Условия работы грунта основания: а - плоская деформация; б - осесимметричная деформация; в,г - пространственная деформация

3. Конструкции фундаментов, в основании которых грунт находится в условиях пространственного напряженно-деформированного состояния. Такие фундаменты применяются в большинстве случаев в конструкциях элеваторов, атомных и тепловых электростанций и представляют собой прямоугольные или квадратные плиты. Деформации грунта основания различны по всем трем направлениям (рис.Ф.12.7,в,г).

Исходными уравнениями деформаций основания в теории общих упругих деформаций являются:

для случая плоской деформации - решение Фламана

для случая пространственной и осесимметричной деформации - решение Буссинеска

где s - осадка упругой полуплоскости или упругого полупространства; P - сосредоточенная сила для случая пространственной деформации и p - погонная полосовая нагрузка для условий плоской деформации: - коэффициент деформируемости полупространства; R, x - расстояния до рассматриваемой точки ограничивающей плоскости; D - постоянная интегрирования.