Основные понятия и определения. Механика грунтов является теорией естественных грунтовых оснований

СОСТАВ КУРСА И ЕГО СВЯЗЬ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ

Лекция №1. Введение

Механика грунтов является теорией естественных грунтовых оснований. Роль механики грунтов как инженерной науки огромна, и ее можно сравнить лишь с ролью дисциплины «Сопротивление материалов».

Применение механики грунтов позволяет особенно полно использовать несущую способность грунтов, достаточно точно учесть деформации грунтовых оснований под действием нагрузки от сооружений, что обусловливает принятие не только наиболее безопасных, но и наиболее экономичных решений.

При изучении дисциплины «Механика грунтов» рассматриваются физико-механические свойства грунтов, распределение в них напряжений, деформации грунтов в основании сооружений и условия устойчивости массивов грунтов. Без знания основ механики грунтов не представляется возможным правильно запроектировать современные промышленные сооружения, жилые здания (особенно повышенной этажности), мелиоративные и дорожные, земляные и гидротехнические сооружения (насыпи, плотины, здания ГЭС и т.п.). Изложение дисциплины построено с учетом необходимости знания следующих дисциплин: инженерной геологии, сопротивления материалов, теории упругости и гидравлики. Механика грунтов является теоретической базой для расчета оснований.

Всякое сооружение передает действующие на него нагрузки, включая его собственный вес, на основание. Основание – это напластование грунтов, воспринимающее давление от сооружения (рис. 1).

Рис.1 Схема фундамента с основанием

Различают основания естественны е, сложенные природными грунтами, и искусственно улучшенные – при искусственном улучшении свойств природных грунтов или частичной замене грунтов.

Располагать сооружение непосредственно на поверхности земли можно в относительно редких случаях. Этому обычно препятствуют следующие особенности верхних слоев грунта:

а) неспособность восприятия давления от сооружения (малая несущая способность);

б) возможность вертикального перемещения под воздействием метеорологических факторов (пучение при промерзании, просадка при оттаивании, набухание при увлажнении, усадка при высыхании);

в) возможность разрушения различными землероями, корнями растений и выветриванием.

Все это обусловливает необходимость устройства подземной конструкции, предназначаемой главным образом для передачи давления на грунты, лежащие на некоторой глубине. Эту конструкцию называют фундаментом.

Фундамент 1 (см. рис.1) чаще всего располагают ниже поверхности земли 2. Надземные конструкции 3 опираются на верхнюю плоскость фундамента – его обрез 4. Нижнюю плоскость фундамента называют его подошвой 5. В основании различают несущий слой грунта 6, на который передается давление от фундамента, и подстилающие слои 7.

Высота фундамента h_ф обычно несколько меньше глубины его заложения h, поскольку обрез фундамента располагают, как правило, ниже планировочной отметки поверхности земли около фундамента.

ГРУНТАМИ называют горные породы коры выветривания литосферы. В геологии все горные породы, кроме скальных, называют рыхлыми горными породами. Именно эти породы в механике грунтов называют грунтами. Основной их особенностью является раздробленность (дисперсность). По СНиП различают грунты скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые и органогенные.