Изчислителни модели на почвени основи

Да се ​​отчетат промените в съпротивлението основи на земята с напредването на деформацията те използват дизайнерски модели, които схематизират връзката между натоварването върху почвената маса и нейното утаяване.

Съществуващите модели могат да бъдат разделени на две групи: линейни модели, при които връзката между напреженията и деформациите е линейна, и нелинейни, при които тази връзка е нелинейна.

Най-широко разпространени са следните модели и съответните им хипотези:

    Фъс - предположение на Уинклер (или хипотеза за съотношението на леглото). Грундиране се счита за система от пружини, опиращи се на твърда хоризонтална основа и несвързани помежду си, чието сгъстяване се увеличава право пропорционално на приложеното натоварване. Коефициентът на пропорционалност между натоварването и деформацията се нарича коефициент на леглото.

Схематично хипотезата на Уинклер е представена от следния модел (фиг. 6.10). IN механика на почвата той се нарича модел на Fuss-Winkler.

Фигура: 6.10. Диаграма на изчислителния модел на Fuss - Winkler

По този начин съпротивлението на почвата се развива само директно под товара и почвата, разположена отстрани, която не изпитва слягане, не участва в това съпротивление.

Основният недостатък на този модел е, че както показват експериментите, повърхността на почвата се утаява не само директно под щампата (основата), но и около нея;

линейно деформируем полупространствен модел. Грундиране се счита за непрекъснато хомогенно линейно деформируемо тяло, безкрайно простиращо се в дълбочина и в страни и ограничено отгоре от равнината.

В този случай цялото полупространство участва в съпротивлението на външния товар и следователно повърхността на полупространството също се утаява отстрани на мястото на прилагане на товара, като се разпространява на големи разстояния (фиг. 6.11).


Фигура: 6.11. Схема на проектния модел на линейно деформируемо полупространство

В изчислението не се въвежда половин пространство, а само горният му слой, под който почвата се счита за несвиваема (фиг. 6.12). Такъв модел на фундамент се приема в случаите, когато скали или слабо свиваеми почви лежат на известна дълбочина. На практика за такава основа могат да се вземат почви с деформационен модул E≥100 MPa;


Фигура: 6.12. Схематичен модел на линейно деформируем слой с крайна дебелина

теория за ограничаващо равновесие модел на околната среда (модел на средата на теорията на пластичността). Този модел се основава на предположението, че във всички точки на почвената среда има области, по които е изпълнено условието за ограничаващо равновесие. В този модел се приема, че във всички точки на почвената среда настъпва началото на състоянието на ограничаващо равновесие, началото на развитието на пластичните деформации. На фиг. 6.13, а представен е моделът на фундамента, работещ в условия на екстремно равновесие;

модел на еластично-пластмасова среда (смесен модел на теорията на линейно деформируемата среда и средата на теорията за ограничаващо равновесие). Този модел представлява синтез на двата модела, разгледани по-горе. Този модел предполага наличието в почвената среда както на областта на средата на теорията на линейно деформируемо тяло, така и на зоната на състоянието на ограничаващо равновесие (вж. Фиг. 6.13, б).

Фигура: 6.13. Схеми на изчислителни модели, схематизиращи връзката между утаяване и натоварване върху почвата: а - фундамент, работещ в условия на крайно равновесие; b - еластичен слой, работещ по смесен проблем на теорията на еластичността и теорията на пластичността