Вопрос об определении напряжений в грунтовой толще имеет особо важное значение для установления условии прочности и устойчивости грунтов и определения их деформаций (главным образом осадок) под действием внешних сил и собственного веса грунта.
В настоящее время при решении вопроса о распределении напряжений в грунтах в механике грунтов применяют теорию линейно деформируемых тел. Для определения напряжений по этой теории будут полностью справедливы уравнения и зависимости теории упругости, также базирующиеся на линейной зависимости между напряжениями и деформациями в упругой стадии (закон Гука). Для грунтов, однако, закон Гука в общем случае будет неприменим, так как при действии внешних сил в грунтах при давлениях, больших структурной прочности, возникают не только упругие, но и значительно большей величины остаточные деформации.
Тем не менее, в определенных пределах и для грунтов будет справедлива линейная связь между напряжениями и общими деформациями (не только упругими). Для определении же общих деформаций (упругих и остаточных — уплотнения, пластического течения, ползучести и пр.) уравнений теории упругости будет недостаточно. Здесь требуется учесть добавочные условия, вытекающие из физической природы грунтов как дисперсных тел, а именно: их сжимаемость (компрессию), ползучесть скелета и пр.
При определении напряжений в массиве грунта используются законы механики для упругого сплошного тела. На сколько грунты удовлетворяют данным требованиям?
Доказательство применимости теории упругости к грунтам (постулаты теории упругости).
а) Деформации пропорциональны напряжениям
О
Р
S
Р
S
б)Теория упругости рассматривает тела упругие.
РSостSупр. S
В грунтах наблюдаются большие остаточные деформации Sост. Но для строителей существенно одноразовое загружение основания, т.е. здесь условие упругости применимо (а в общем случае нет).
в) Теория упругости рассматривает тела сплошные.
.
sср
в точках контакта частиц - огромно (до 200 МПа)
В расчетах допускается использовать sср. - среднюю величину напряжений, действующих по определенной площадке.
В этом случае можно говорить о «сплошности» грунтов.
г)Теория упругости рассматривает тела изотропные
(Будем считать с известными допущениями, что грунт изотропное тело).