RU2343448C2 - Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed - Google Patents

Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed Download PDF

Info

Publication number
RU2343448C2
RU2343448C2 RU2007100206/28A RU2007100206A RU2343448C2 RU 2343448 C2 RU2343448 C2 RU 2343448C2 RU 2007100206/28 A RU2007100206/28 A RU 2007100206/28A RU 2007100206 A RU2007100206 A RU 2007100206A RU 2343448 C2 RU2343448 C2 RU 2343448C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
peat
under
soil
stamp
flexible
Prior art date
Application number
RU2007100206/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007100206A (en
Inventor
Евгений Николаевич Хрусталев (RU)
Евгений Николаевич Хрусталев
Тать на Михайловна Хрусталева (RU)
Татьяна Михайловна Хрусталева
Ирина Евгеньевна Хрусталева (RU)
Ирина Евгеньевна Хрусталева
Original Assignee
Евгений Николаевич Хрусталев
Татьяна Михайловна Хрусталева
Ирина Евгеньевна Хрусталева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Хрусталев, Татьяна Михайловна Хрусталева, Ирина Евгеньевна Хрусталева filed Critical Евгений Николаевич Хрусталев
Priority to RU2007100206/28A priority Critical patent/RU2343448C2/en
Publication of RU2007100206A publication Critical patent/RU2007100206A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2343448C2 publication Critical patent/RU2343448C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention pertains to the field of construction, in particular, to defining methods of settings and static bearing capacity of soil foundations and peat beds. The method consists in definition of physical-mechanic parameters: internal friction angle cp, c - specific adhesion and γ0 - volume weight uniform at depth of the soil foundation and anisotropic peat bed, computation of the mean pressure value applied to the foundation through the totally smooth flexible and rigid critical dimensions stamp (bcd, dcd) of various forms and prominence, corresponding to its bearing capacity passing through interphase condition, and in computation of stamp setting corresponding to this pressure from the formula of soil foundation "one-dimensionally - deformed semispace", and peat - from the formula of Fuss-Vincler model "of local elastic strains". Thereat more precise relations of computations of the bearing capacity of the peat bed under the totally rigid plain banded stamp are settled, along with new relations of the bearing capacity and corresponding soil foundations and peat bed under totally flexible and rigid stamps made of cylinder-shape (with the length l=∞ and at l/Bcd-varir, at Bcd=const and at constant area of contact patch F=const), under the flexible cylindrical tube with bent ends, flexible upright tore, flexible ellipsoid and hard sphere, under plain flexible quadrate and narrow short cylinder.
EFFECT: definition of clear calculated relations of the bearing capacity and foundation settings when passing their interphase state.
38 dwg

Description

Изобретение относится к способам определения осадок и несущей способности по прочности и устойчивости грунтовых оснований и торфяных залежей в различных фазовых состояниях от внешней силовой нагрузки под конструкциями зданий, сооружений, а также под движителями транспортных средств. Используется в области строительства, конкретно - при расчете оснований и работающих на них конструкций различной гибкости и формы.The invention relates to methods for determining sediment and bearing capacity for strength and stability of soil bases and peat deposits in various phase states from external power load under the structures of buildings, structures, as well as under movers of vehicles. It is used in the field of construction, specifically - in the calculation of foundations and structures working on them of various flexibility and shape.

Известен способ определения несущей способности и осадок торфяной залежи, заключающийся в установлении ее физико-механических характеристик: влажности, степени разложения торфа, вида (низинный, верховой) и типа залежи, в расчете величины создаваемого через штамп среднего давления рср, соответствующего моменту фазового перехода торфяной залежи под штампом из одного состояния в другое с характерными процессами роста осадок торфа под штампом, снижения прочности и возможной потери устойчивости залежи в целом, при этом по мере роста давления на залежь устанавливают фазу «условно мгновенной» деформации торфа, фазу уплотнения или «условно мгновенного» деформирования залежи до момента достижения начальной первой «критической» нагрузки (ркрI), соответствующей предельно длительной несущей способности залежи (рA), фазу исчерпания несущей способности залежи при достижении предельно критической по прочности нагрузки

Figure 00000001
, соответствующей временной несущей способности залежи (рB), причем величину рA и рB определяют по эмпирической зависимости общего вида
Figure 00000002
, где AA,B - быстродействующее упругое сопротивление торфа погружению штампа контакта площадью F, равное АA,B=0,04 МПа - для низинной залежи; АA=0,023 МПа, АB=0,02 МПа - для верховой залежи, ВA=37,5 (Н/см), ВB=90 (Н/см) - для низинной залежи; ВA=10,5 (Н/см), ВB=74 (Н/см) - для верховой залежи, (ВA,B·П)=(Пτcp·S)=Т - сопротивление торфа срезу по периметру П штампа; S - осадка штампа; τcp - напряжение среза торфа по периметру штампа в соответствии с моделью работы основания под местной нагрузкой Фусса-Винклера, а осадку определяют: под абсолютно жестким плоским штампом по формулам Sш=рср/С, где «коэффициент постели» равен
Figure 00000003
, Е≈0,68 МПа - модуль упругости торфяной залежи; под жестким цилиндром - по зависимости
Figure 00000004
, где D - диаметр цилиндра; Р - внешняя нагрузка; в - ширина пятна контакта цилиндра; под эллипсоидом - по зависимости
Figure 00000005
, где η=0,8 - коэффициент, учитывающий гибкость эллипсоида; D1 и D2 - величина главных осей эллипсоида, при этом максимальное контактное давление под эллипсоидом равно
Figure 00000006
, под цилиндром -
Figure 00000007
, а среднее давление контакта под эллипсоидом равно
Figure 00000008
, под цилиндром -
Figure 00000009
[1].There is a method of determining the bearing capacity and sediment of a peat deposit, which consists in establishing its physical and mechanical characteristics: moisture, degree of decomposition of peat, type (lowland, high) and type of deposit, in calculating the value created through a medium pressure stamp p cf corresponding to the moment of phase transition peat deposits under a stamp from one state to another with characteristic processes of growth of peat sediment under a stamp, a decrease in strength and a possible loss of stability of the deposit as a whole, while as the pressure increases tions on deposit set phase "conditionally instantaneous" peat deformation phase seals or "conditionally instantaneous" deformation reservoir until incipient first "critical" load (p KPI) corresponding to the maximum long-term load bearing capacity deposits (p A), phase exhaustion bearing capacity deposits when reaching the ultimate critical load strength
Figure 00000001
corresponding to the temporary bearing capacity of the reservoir (p B ), and the value of p A and p B is determined by the empirical dependence of the General form
Figure 00000002
where A A, B - high-speed elastic resistance of peat to immersion of a contact stamp with area F, equal to A A, B = 0.04 MPa - for a lowland deposit; A A = 0.023 MPa, A B = 0.02 MPa for the upstream deposit, B A = 37.5 (N / cm), B B = 90 (N / cm) for the lowland deposit; In A = 10.5 (N / cm), In B = 74 (N / cm) - for the upstream deposit, (In A, B · П) = (Пτ cp · S) = Т - peat resistance along the perimeter P stamp; S - draft stamp; τ cp is the peat shear stress along the perimeter of the stamp in accordance with the model of the foundation under local Fuss-Winkler load, and the sediment is determined: under an absolutely rigid flat stamp according to the formulas S w = p cf / C, where the “bed coefficient” is
Figure 00000003
, E≈0.68 MPa - modulus of elasticity of the peat deposit; under a rigid cylinder - depending
Figure 00000004
where D is the diameter of the cylinder; P is the external load; in - the width of the contact spot of the cylinder; under an ellipsoid - depending
Figure 00000005
where η = 0.8 is a coefficient taking into account the flexibility of the ellipsoid; D 1 and D 2 - the magnitude of the main axes of the ellipsoid, while the maximum contact pressure under the ellipsoid is
Figure 00000006
under the cylinder -
Figure 00000007
, and the average contact pressure under the ellipsoid is
Figure 00000008
under the cylinder -
Figure 00000009
[one].

Недостатком известного способа определения несущей способности и осадок торфяной залежи является то, что он базируется на эмпирических расчетных зависимостях А.Хаузейля и С.С.Корчунова, полученных в результате анализа многочисленных опытов по сжимаемости торфяных залежей под нагрузкой, при этом эти формулы работают для абсолютно жестих штампов, как правило, малого размера (в≤d≈0,5…1 м), когда определяющую роль начинает играть периметр штампа, от которого напрямую зависят срезающие напряжения τср. Эмпирические формулы не позволяют с высокой точностью определять параметры несущей способности залежи и ее осадки в зависимости от ее фазовых состояний и основных физико-механических характеристик: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, объемного веса γ0 торфа.A disadvantage of the known method for determining the bearing capacity and sediment of a peat deposit is that it is based on the empirical calculated dependencies of A. Housauil and S. S. Korchunov, obtained as a result of analysis of numerous experiments on the compressibility of peat deposits under load, while these formulas work for absolutely hard dies, as a rule, of small size (in ≤d≈0.5 ... 1 m), when the perimeter of the dies begins to play a decisive role, on which the shear stresses τ cf directly depend. Empirical formulas do not allow one to determine with high accuracy the parameters of the bearing capacity of a deposit and its precipitation depending on its phase states and basic physical and mechanical characteristics: angle φ of internal friction, c - specific adhesion, bulk density γ 0 peat.

Известен способ определения несущей способности и осадок грунтового основания и торфяной залежи, заключающийся в установлении физико-механических характеристик: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, γ0 - объемного веса однородного по глубине грунтового основания и торфяной залежи, расчете величины среднего прикладываемого к основанию через плоский жесткий гладкий штамп шириной (вкр) критического размера внешнего давления (рср), соответствующего моменту фазового перехода основания из одного состояния в другое с характерными процессами роста осадок, снижения прочности и возможной потери устойчивости в целом и определяющего несущую способность плоскодеформируемого основания, расчете осадок штампа при рассмотрении схемы работы грунтового основания как «линейно деформируемого полупространства», а торфяной залежи - как модели Фусса-Винклера «местных упругих деформаций», когда внешнему среднему давлению противодействует сопротивление волокон торфа растяжению и срезу Т=(ВА,И П) по периметру П штампа и упругое сопротивление р=АA,B торфа сжатия под штампом, а среднее давление длительной (рA) и временной (рB) несущей способности торфа определяют по формуле рА,B=AA,B+(BA,BП/F), где F - контактная площадь штампа, ВA,B - коэффициенты, определяющие сопротивление Т среза по периметру штампа шириной в, отличающийся тем, что грунтового основания несущую способность определяют для средних давлений межфазового перехода его состояния:

Figure 00000010
- предельно критического,
Figure 00000011
- критического,
Figure 00000012
- предельного, pкр1 - «первой критической» нагрузки,
Figure 00000013
- давления «условно мгновенной» упругой деформации грунта, а осадки грунта S определяют по формулам теории упругости при средних давлениях рср≤ркрI, действующих на линейно деформируемое полупространство, при этом для торфяной залежи несущую способность определяют по среднему давлению: для «условно мгновенной» упругой деформации как
Figure 00000014
; для начальной «первой критической» нагрузки -
Figure 00000015
, где
Figure 00000016
- давление предела структурной прочности при сжатии; для предельно критического по прочности и устойчивости состояния -
Figure 00000017
при
Figure 00000018
- краевом предельно критическом давлении и
Figure 00000019
- максимальном предельно критическом давлении на противоположном конце зоны сдвигов вблизи центра штампа на границе его контакта с упругим ядром уплотнения торфа ненарушенной структуры, а для максимального сопротивления торфа срезу по периметру штампа величина среднего давления составляет величину
Figure 00000020
, при этом краевое предельно критическое давление под жестким цилиндром на грунтовом основании равно
Figure 00000021
, а для торфяной равно
Figure 00000022
давлению предела структурной прочности на сжатие под центром цилиндра [2].There is a method of determining the bearing capacity and sediment of a soil base and peat deposits, which consists in establishing the physical and mechanical characteristics: angle φ of internal friction, s - specific adhesion, γ 0 - volumetric weight of a soil base and peat deposit uniform in depth, calculating the average value applied to the base through a flat smooth hard stamp width (in cr) of the critical size of the external pressure (p avg) corresponding to the time base of the phase transition from one state to another with character processes of sediment growth, decrease in strength and possible loss of stability in general, and determining the bearing capacity of a plane-deformable base, calculation of stamp sediments when considering the operation of a soil base as a “linearly deformable half-space”, and a peat deposit as a Fuss-Winkler model of “local elastic deformations” when the external average pressure is counteracted by the resistance of the peat fibers to tensile and shear T = (V A, I P) around the perimeter P of the stamp and the elastic resistance p = A A, B of the compression peat under the stamp and the average pressure of the long-term (p A ) and temporary (p B ) peat bearing capacity is determined by the formula p A, B = A A, B + (B A, B P / F), where F is the contact area of the stamp, V A , B - coefficients that determine the resistance T of the cut along the perimeter of the stamp with a width of b , characterized in that the soil base bearing capacity is determined for the average pressure of the interphase transition of its state:
Figure 00000010
- extremely critical,
Figure 00000011
- critical,
Figure 00000012
- limit, p kr1 - "first critical" load,
Figure 00000013
- pressure of the "conditionally instantaneous" elastic deformation of the soil, and soil sediment S is determined by the formulas of the theory of elasticity at medium pressures p cp ≤ p crI acting on a linearly deformable half-space, while for peat deposits the bearing capacity is determined by the average pressure: for "conditionally instant "Elastic deformation as
Figure 00000014
; for the initial “first critical” load -
Figure 00000015
where
Figure 00000016
- pressure limit structural strength in compression; for an extremely critical state in terms of strength and stability -
Figure 00000017
at
Figure 00000018
- marginal critical pressure and
Figure 00000019
- the maximum critical pressure at the opposite end of the shear zone near the center of the stamp on the boundary of its contact with the elastic core of the peat seal of the undisturbed structure, and for the maximum resistance of peat to shear along the perimeter of the stamp, the average pressure is
Figure 00000020
while the marginal critical pressure under a rigid cylinder on a soil base is
Figure 00000021
, and for peat
Figure 00000022
the pressure limit of structural compressive strength under the center of the cylinder [2].

Недостатком известного способа является недостаточная точность определения параметров несущей способности торфяных залежей в момент межфазовых переходов их состояния, т.е. величин

Figure 00000023
и
Figure 00000024
. Известные зависимости позволяют определять несущую способность с большой точностью только осушенных торфяных залежей, характеризующихся высоким углом внутреннего трения. Известный способ не позволяет определять несущую способность грунтовых и торфяных оснований под гибкими и жесткими цилиндрическими, эллипсоидными (сферическими) и тороидальными штампами, а также не позволяет оценивать в запредельных фазовых состояниях осадки грунта и торфа. Оценка величины осадок грунта и торфа упругого уплотнения: для грунта - по модели «линейно деформируемого полупространства» (по формуле Шлейхера-Егорова-Польшина) и для торфа - по модели «местных упругих деформаций» Фусса-Винклера (через «коэффициент постели» С), - производится с низкой точностью, что связано с введением в эти зависимости ориентировочных (как правило, нормативных) значений вводимых коэффициентов: ω - формы и жесткости штампа, С - «коэффициента постели», Е - модуля деформации, µ - коэффициента относительной поперечной деформации (Пуассона). Формулы для определения осадки грунта распространяются только на плоские подошвы штампов, при этом величина давления
Figure 00000025
(начальное «первое критическое») в известных зависимостях для расчета осадок грунта в конце фазы упругого уплотнения, как показывают последние исследования [3], принимается примерной, не превышающей нормативные значения СНиП 2.02.01-83*. Понятие «средний» размер плоского жесткого гладкого штампа в предложенном способе не конкретизировано и он принимается по ширине, за единичную величину, условно равную ≈1 м. В действительности, как критический размер, ширина штампа в расчетных зависимостях должна быть уточненной в зависимости от физико-механических характеристик основания.The disadvantage of this method is the lack of accuracy in determining the parameters of the bearing capacity of peat deposits at the time of interphase transitions of their state, i.e. quantities
Figure 00000023
and
Figure 00000024
. Known dependencies make it possible to determine the bearing capacity with high accuracy of only drained peat deposits characterized by a high angle of internal friction. The known method does not allow to determine the bearing capacity of soil and peat substrates under flexible and rigid cylindrical, ellipsoidal (spherical) and toroidal dies, and also does not allow to evaluate the precipitation of soil and peat in transcendental phase states. Estimation of soil and peat deposits of elastic compaction: for soil - according to the “linearly deformable half-space” model (according to the Schleicher-Egorov-Polandina formula) and for peat - according to the “local elastic deformations” Fuss-Winkler model (through the “bed coefficient” C) , - is produced with low accuracy, which is associated with the introduction of approximate (as a rule, normative) values of the input coefficients in these dependencies: ω - stamp shape and stiffness, C - “bed coefficient”, E - deformation modulus, µ - relative transverse strain coefficient uu (Poisson). Formulas for determining soil settlement apply only to flat soles of dies, while the pressure
Figure 00000025
(initial “first critical”) in the known dependencies for calculating soil sediments at the end of the elastic compaction phase, as recent studies [3] show, is taken as approximate, not exceeding the standard values of SNiP 2.02.01-83 *. The concept of the "average" size of a flat hard smooth stamp in the proposed method is not specified and it is taken in width as a unit value, conditionally equal to ≈1 m. In reality, as a critical size, the stamp width in the calculated dependencies should be specified depending on the physical mechanical characteristics of the base.

Технический результат по предлагаемому способу определения несущей способности и осадок грунтового основания и торфяной залежи, заключающемуся в установлении физико-механических характеристик по глубине однородного основания: угла φ внутреннего трения, с - удельного сцепления, объемного веса γ0, деформируемого гладким штампом разной формы критического размера (шириной вкр, диаметром dкр), в расчете величины среднего прикладываемого к основанию через штамп давления (рср), соответствующего моменту фазового перехода основания из одного состояния в другое с характерными процессами роста осадок, снижения прочности и возможной потери устойчивости основания в целом, расчете осадок при рассмотрении схемы работы грунтового основания как «линейно деформируемого полупространства», а торфяной залежи как модели «местных упругих деформаций» Фусса-Винклера, когда давлению рср противодействует сопротивление Т торфа растяжению и срезу по периметру штампа и упругое сопротивление р=АА=АВ торфа сжатию под штампом, а давление длительной (рА) и временной (рВ) несущей способности торфа определяют по формуле рA,B=А+(ВП)/F, где F - площадь контакта штампа с основанием, В - коэффициент, определяющий сопротивление Т=ВП срезу торфа по периметру П штампа, определении по расчетным зависимостям в основании под полосовым, прямоугольным и круглым штампами значений среднего контактного, краевого и пикового: предельно критического давления (

Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
), критического (
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
) и предельного давления (
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
), давления «первой критической» нагрузки (
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
), давления «условно мгновенной» упругой деформации грунта
Figure 00000038
и торфа
Figure 00000039
, соответствующих границам фазового перехода состояния грунта и торфа под нагрузкой плоского штампа «критических» размеров, а также плоского узкого полосового штампа (при постоянной площади F=const загрузки) и плоского прямоугольного, квадратного (круглого) штампа со стороной
Figure 00000040
при сокращении его длины вкр(dкр)≤l≤∞, установлении давления структурной прочности основания на сжатие и растяжение по зависимости
Figure 00000041
, определении несущей способности оснований под жестким цилиндром с учетом потери структурной прочности, и контактного давления
Figure 00000042
- под цилиндром в грунте и
Figure 00000043
- под цилиндром в торфе, достигается тем, что для грунта критический размер контакта полосового штампа определяют по зависимости
Figure 00000044
для торфа -
Figure 00000045
где
Figure 00000046
,
Figure 00000047
- компоненты горизонтального нормального и касательного напряжения в нижней точке линии сдвига зон сдвиговых (пластических) деформаций (СПД) от стреловидных эпюр контактных напряжений в зоне СПД при давлении
Figure 00000048
и
Figure 00000049
, временная несущая способность торфа под плоским жестким полосовым штампом как величина предельно критического давления равна
Figure 00000050
при предельно критическом давлении под краем штампа
Figure 00000051
и максимальном предельно критическом давлении на границе контакта зон СПД с упругим ядром уплотнения ненарушенной структуры вблизи центра штампа
Figure 00000052
, а величина коэффициента
Figure 00000053
, давление долговременной несущей способности торфа определяют как
Figure 00000054
при давлении р2т=с·cosφcos2φ под краем штампа и максимальном давлении
Figure 00000055
на границе контакта зон СПД с упругим ядром уплотнения торфа под центром штампа, а величина коэффициента
Figure 00000056
; под абсолютно гибким гладким полосовым штампом длиной l=∞ несущую способность и осадку основания определяют для границ межфазовых переходов: для максимально упругого состояния по зависимости
Figure 00000057
- для грунта, где
Figure 00000058
- среднее давление, действующее на оболочку гибкого штампа и соответствующее критическому давлению
Figure 00000059
под центром гибкого штампа (в очаге развития зоны СПД), при максимальном секторе полуконтакта грунта со штампом
Figure 00000060
, по зависимости
Figure 00000061
- для торфа при
Figure 00000062
, при этом упругую осадку грунтового и торфяного оснований определяют как
Figure 00000063
, где µ и Е - упругие константы; для «первой критической» нагрузки -
Figure 00000064
для грунта при
Figure 00000065
и
Figure 00000066
- для торфа при
Figure 00000067
, при этом осадку грунтового и торфяного оснований при «первой критической» нагрузке определяют как
Figure 00000068
; для предельного состояния грунта -
Figure 00000069
, для предельно критического состояния торфа
Figure 00000070
, при этом Ψпр=Ψкрп.т=φ, а стрелу прогиба грунта и торфа в этих состояниях под гибким штампом определяют как
Figure 00000071
, для временной несущей способности (рВ) торфа осадка жесткого полосового штампа
Figure 00000072
, для длительной несущей способности (рА) торфа осадка
Figure 00000073
, причем несущую способность оснований под гибким полосовым штампом конечной длины l (при вкр=const) определяют по зависимости
Figure 00000074
, где
Figure 00000075
,
Figure 00000076
;
Figure 00000077
; f=1-cosΨ, a для узких гибких штампов (при F=const) - из выражения
Figure 00000078
, где М=в·ркв, pкв - среднее давление под квадратным гибким штампом,
Figure 00000079
,
Figure 00000080
, при этом в предельно критическом состоянии для торфов несущая способность под гибким штампом различной длины (при вкр=const) определяют как
Figure 00000081
, под узким гибким штампом (при F=const) давление
Figure 00000082
, осадку под квадратным гибким штампом (при l=вкр), соответствующую межфазовым состояниям грунта и торфа, определяют по зависимостямThe technical result of the proposed method for determining the bearing capacity and sediment of a soil base and peat deposit, which consists in establishing physical and mechanical characteristics along the depth of a homogeneous base: angle φ of internal friction, s - specific adhesion, bulk density γ 0 , deformable with a smooth stamp of various shapes of critical size (width kr diameter d cr), in calculating the amount of medium applied to the substrate through a pressure stamp (cf. p), corresponding to the moment of the phase transition from a one base state to another with characteristic processes of sediment growth, decrease in strength and possible loss of stability of the base as a whole, calculation of sediments when considering the operation of the soil base as a “linearly deformable half-space”, and peat deposits as a model of “local elastic deformations” by Fuss-Winkler, when cf. counteracts the pressure p T peat resistance to tension and shear on the die perimeter and the elastic resistance p = a a = a B peat compression under the die and the pressure prolonged (p a) and time (p B) of the carrier sposobnos and peat is determined by the formula r A, B = A + (VI) / F, where F - area of contact of the stamp with a base, B - coefficient determining resistance T = VI slice peat perimeter P stamp determination of the calculated relationships in the base under strip, rectangular and round stamps of mean contact, boundary and peak values: extremely critical pressure (
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
), critical (
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
) and ultimate pressure (
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
), pressure of the “first critical” load (
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
), pressure of "conditionally instantaneous" elastic deformation of the soil
Figure 00000038
and peat
Figure 00000039
corresponding to the boundaries of the phase transition of the state of soil and peat under the load of a flat stamp of "critical" sizes, as well as a flat narrow strip stamp (with a constant area F = const load) and a flat rectangular, square (round) stamp with side
Figure 00000040
while reducing its length in cr (d cr ) ≤l≤∞, setting the pressure of the structural strength of the base to compress and stretch according to
Figure 00000041
, determination of the bearing capacity of the bases under a rigid cylinder, taking into account the loss of structural strength, and contact pressure
Figure 00000042
- under the cylinder in the ground and
Figure 00000043
- under the cylinder in peat, is achieved by the fact that for the soil the critical contact size of the strip stamp is determined by the dependence
Figure 00000044
for peat -
Figure 00000045
Where
Figure 00000046
,
Figure 00000047
- components of the horizontal normal and tangential stresses at the lower point of the shear line of shear (plastic) deformation zones (SPD) from swept plots of contact stresses in the SPD zone at pressure
Figure 00000048
and
Figure 00000049
, the temporary bearing capacity of peat under a flat hard strip stamp as the value of the ultimate critical pressure is
Figure 00000050
at extreme critical pressure under the edge of the stamp
Figure 00000051
and maximum extreme critical pressure at the interface between the SPD zones and the elastic core of the undisturbed structure near the center of the stamp
Figure 00000052
, and the value of the coefficient
Figure 00000053
, the pressure of the long-term bearing capacity of peat is defined as
Figure 00000054
at a pressure of p 2t = s cosφcos2φ under the edge of the stamp and the maximum pressure
Figure 00000055
at the interface between the SPD zones and the elastic core of peat compaction under the center of the stamp, and the coefficient
Figure 00000056
; under an absolutely flexible smooth strip stamp with a length l = ∞, the bearing capacity and the draft of the base are determined for the boundaries of the interphase transitions: for the maximum elastic state according to
Figure 00000057
- for soil, where
Figure 00000058
- average pressure acting on the shell of the flexible die and corresponding to the critical pressure
Figure 00000059
under the center of the flexible stamp (in the focus of the development of the SPD zone), with the maximum sector of the semi-contact of the soil with the stamp
Figure 00000060
according to
Figure 00000061
- for peat at
Figure 00000062
while elastic settlement of soil and peat bases is determined as
Figure 00000063
where µ and E are elastic constants; for the "first critical" load -
Figure 00000064
for soil at
Figure 00000065
and
Figure 00000066
- for peat at
Figure 00000067
, while the settlement of soil and peat bases at the "first critical" load is determined as
Figure 00000068
; for the limit state of the soil -
Figure 00000069
, for the extremely critical state of peat
Figure 00000070
, Wherein Ψ = Ψ krp.t pr = φ, and the boom and peat soil deflection under these conditions is defined as a flexible stamp
Figure 00000071
for temporary bearing capacity (p B ) peat sediment hard strip stamp
Figure 00000072
, for long-term bearing capacity (p A ) of sludge peat
Figure 00000073
, and the bearing capacity of the bases under a flexible strip stamp of finite length l (at in kp = const) is determined by the dependence
Figure 00000074
where
Figure 00000075
,
Figure 00000076
;
Figure 00000077
; f = 1-cosΨ, a for narrow flexible dies (with F = const) - from the expression
Figure 00000078
where M = in · r sq , p sq - the average pressure under a square flexible stamp,
Figure 00000079
,
Figure 00000080
in this case, in the extreme critical state for peats, the bearing capacity under a flexible stamp of various lengths (at in cr = const) is defined as
Figure 00000081
, under a narrow flexible die (at F = const) pressure
Figure 00000082
, the sediment under a square flexible stamp (at l = in cr ), corresponding to the interphase conditions of soil and peat, is determined by the dependencies

Figure 00000083
,
Figure 00000083
,

Figure 00000084
,
Figure 00000084
,

Figure 00000085
,
Figure 00000085
,

осадки под круглым гибким штампомrainfall under a round flexible stamp

Figure 00000086
,
Figure 00000086
,

Figure 00000087
,
Figure 00000087
,

Figure 00000088
Figure 00000088

при величине соответствующего среднего давления

Figure 00000089
, а осадки под длинным гибким цилиндром с загнутыми концами, гибким эллипсоидом и вертикальным тором определяют по тем же зависимостям, что и для гибкого круглого штампа, при соответствующей величине среднего давленияwith the corresponding average pressure
Figure 00000089
and precipitation under a long flexible cylinder with bent ends, a flexible ellipsoid and a vertical torus is determined by the same relationships as for a flexible round stamp, with the corresponding average pressure

Figure 00000090
Figure 00000090

где

Figure 00000091
,
Figure 00000092
, rк - наружный продольный радиус штампа, r0 - наружный поперечный радиус, глубина выемки сжатия S0=r0f, угол продольного полуконтакта γ=arcos(1-S0/r0), длина выемки сжатия продольного полуконтакта n=rкsinγ, е=Rкsinγ, Ек=et, ек=nt; для грунтового и торфяного оснований несущую способность и осадки под жестким длинным цилиндром (l=∞) (при пятне контакта шириной вкр) для границ межфазовых переходов определяют по формулам: для максимально упругого состояния под центром цилиндра -
Figure 00000093
, по дуге пятна контакта
Figure 00000094
, за краями пятна контакта
Figure 00000095
, где ρ - угол поворота радиуса-вектора r, х - текущее расстояние от края пятна контакта, сo - расстояние от края пятна контакта до края выемки сжатия при общей упругой осадке S=Sy; для первого «критического» фазового состояния - под центром цилиндра
Figure 00000096
, по дуге пятна упругого контакта
Figure 00000097
, за краями пятна контакта
Figure 00000098
при общей осадке
Figure 00000099
; для предельно нагруженного основания
Figure 00000100
, а
Figure 00000101
; под жестким цилиндром конечной длины с соотношением сторон пятна контакта (l/вкр) (при вкр=const) несущую способность и осадки определяют по зависимостям: для среднего запредельного давленияWhere
Figure 00000091
,
Figure 00000092
, r k is the outer longitudinal radius of the stamp, r 0 is the outer transverse radius, the depth of the compression groove S 0 = r 0 f, the angle of the longitudinal half-contact γ = arcos (1-S 0 / r 0 ), the length of the compression groove of the longitudinal half-contact n = r to sinγ, е = R to sinγ, Е к = et, е к = nt; for soil and peat substrates, the bearing capacity and precipitation under a rigid long cylinder (l = ∞) (at a contact spot wide in cr ) for the boundaries of interphase transitions are determined by the formulas: for the maximum elastic state under the center of the cylinder -
Figure 00000093
, along the arc of the contact spot
Figure 00000094
, beyond the edges of the contact spot
Figure 00000095
where ρ is the angle of rotation of the radius vector r, x is the current distance from the edge of the contact spot, and o is the distance from the edge of the contact spot to the edge of the compression notch with a total elastic draft of S = S y ; for the first “critical” phase state - under the center of the cylinder
Figure 00000096
, along the arc of the spot of elastic contact
Figure 00000097
, beyond the edges of the contact spot
Figure 00000098
with total draft
Figure 00000099
; for extremely loaded base
Figure 00000100
, but
Figure 00000101
; under a rigid cylinder of finite length with the ratio of the sides of the contact spot (l / in cr ) (at in cr = const), the bearing capacity and precipitation are determined by the dependences: for the average transcendent pressure

Figure 00000102
, где под торцами цилиндра
Figure 00000102
where under the ends of the cylinder

Figure 00000103
- среднее предельное давление в грунте,
Figure 00000103
- average ultimate pressure in the soil,

Figure 00000104
- среднее критическое давление в грунте, среднее предельно критическое давление
Figure 00000104
- average critical pressure in the soil, average maximum critical pressure

Figure 00000105
- для грунта и
Figure 00000106
- для торфа; для среднего давления максимальной упругости для торфа и грунта под жестким цилиндром конечной длины
Figure 00000105
- for soil and
Figure 00000106
- for peat; for medium pressure of maximum elasticity for peat and soil under a rigid cylinder of finite length

Figure 00000107
, где
Figure 00000108
,
Figure 00000109
- минимальное давление упругого пятна контакта на торце цилиндра,
Figure 00000110
- давление упругого пятна контакта в угловых точках торца цилиндра; для первой «критической» нагрузки под жестким цилиндром в грунте и торфе
Figure 00000111
; для оснований несущую способность (pNcp) и осадки (SN) под узким жестким цилиндром конечной длины (при в<вкр) и постоянной площади контакта (F=const) для границ межфазовых переходов состояния грунта и торфа определяют по уравнению
Figure 00000107
where
Figure 00000108
,
Figure 00000109
- the minimum pressure of the elastic contact spot at the end of the cylinder,
Figure 00000110
- pressure of the elastic contact spot at the corner points of the cylinder end face; for the first “critical” load under a rigid cylinder in soil and peat
Figure 00000111
; for bases, the bearing capacity (p Ncp ) and precipitation (S N ) under a narrow rigid cylinder of finite length (at in << cr ) and a constant contact area (F = const) for the boundaries of the phase transitions of the state of soil and peat is determined by the equation

Figure 00000112
,
Figure 00000112
,

где р2ц - давление в угловых точках пятна контакта по торцам жесткого цилиндра, для предельно критического состояния

Figure 00000113
величины
Figure 00000114
,
Figure 00000115
,
Figure 00000116
; для критического состояния грунта
Figure 00000117
величины
Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
; для максимально упругого состояния
Figure 00000121
величины
Figure 00000122
,
Figure 00000123
,
Figure 00000124
; для первой «критической» нагрузки
Figure 00000125
величины
Figure 00000126
,
Figure 00000127
,
Figure 00000128
,
Figure 00000129
при углах сектора полуконтакта Ψ и рNср, соответствующих границам межфазовых переходов оснований под узким жестким цилиндром; под коротким жестким цилиндром (l<вкр) конечной длины при постоянной площади контакта (F=const) для границ межфазовых переходов несущую способность (рМср) и осадки (SМ) грунта и торфа определяют по уравнениюwhere p 2c is the pressure at the corner points of the contact spot along the ends of the rigid cylinder, for an extremely critical state
Figure 00000113
values
Figure 00000114
,
Figure 00000115
,
Figure 00000116
; for critical ground conditions
Figure 00000117
values
Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
; for maximum elasticity
Figure 00000121
values
Figure 00000122
,
Figure 00000123
,
Figure 00000124
; for the first “critical” load
Figure 00000125
values
Figure 00000126
,
Figure 00000127
,
Figure 00000128
,
Figure 00000129
at the angles of the half-contact sector N and р Nср corresponding to the boundaries of the interphase transitions of the bases under a narrow rigid cylinder; under a short rigid cylinder (l <in cr ) of finite length with a constant contact area (F = const) for the boundaries of interphase transitions, the bearing capacity (p Msr ) and precipitation (S M ) of soil and peat are determined by the equation

Figure 00000130
,
Figure 00000130
,

где

Figure 00000131
- максимальное давление под центром цилиндра, для предельно критического состояния
Figure 00000132
величины
Figure 00000133
,
Figure 00000134
,
Figure 00000135
,
Figure 00000136
; для критического состояния грунта
Figure 00000137
величины
Figure 00000138
,
Figure 00000139
,
Figure 00000140
,
Figure 00000141
; для максимального упругого состояния
Figure 00000142
величины
Figure 00000143
,
Figure 00000144
,
Figure 00000145
,
Figure 00000146
; для “первой критической” нагрузки
Figure 00000147
величины
Figure 00000148
,
Figure 00000149
,
Figure 00000150
,
Figure 00000151
,
Figure 00000152
при углах сектора полуконтакта Ψ, соответствующих границам межфазовых переходов оснований под коротким жестким цилиндром; под жесткой сферой при пятне контакта критического размера dкр для границ межфазовых переходов грунта и торфа несущую способность (рсф) и осадки (Sсф) определяют по зависимости
Figure 00000153
, где
Figure 00000154
,
Figure 00000155
,
Figure 00000156
; для предельного и предельно критического фазового состояния соответственно грунта и торфа
Figure 00000157
величины Ψ=Ψпр=Ψкрп.т,
Figure 00000158
- предельное давление на краях пятна контакта, для критического состояния грунта
Figure 00000159
при Ψ=Ψкр, для максимально упругого состояния
Figure 00000160
при Ψ=Ψу, для первой «критической» нагрузки
Figure 00000161
при Ψ=ΨкрI.Where
Figure 00000131
- maximum pressure under the center of the cylinder, for an extremely critical state
Figure 00000132
values
Figure 00000133
,
Figure 00000134
,
Figure 00000135
,
Figure 00000136
; for critical ground conditions
Figure 00000137
values
Figure 00000138
,
Figure 00000139
,
Figure 00000140
,
Figure 00000141
; for maximum elastic state
Figure 00000142
values
Figure 00000143
,
Figure 00000144
,
Figure 00000145
,
Figure 00000146
; for the “first critical” load
Figure 00000147
values
Figure 00000148
,
Figure 00000149
,
Figure 00000150
,
Figure 00000151
,
Figure 00000152
at half-contact sector angles Ψ corresponding to the boundaries of the interphase transitions of the bases under a short rigid cylinder; under a rigid sphere at a contact spot of critical size d cr for the boundaries of interphase transitions of soil and peat, the bearing capacity (p sf ) and precipitation (S sf ) are determined by the dependence
Figure 00000153
where
Figure 00000154
,
Figure 00000155
,
Figure 00000156
; for the ultimate and extreme critical phase state of soil and peat, respectively
Figure 00000157
quantities Ψ = Ψ pr = Ψ krpt ,
Figure 00000158
- ultimate pressure at the edges of the contact spot, for the critical condition of the soil
Figure 00000159
at Ψ = Ψ cr , for the maximum elastic state
Figure 00000160
at Ψ = Ψ y , for the first “critical” load
Figure 00000161
for Ψ = Ψ crI .

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена диаграмма Мора напряженного состояния торфяной залежи под нагрузкой от жесткого полосового гладкого штампа для определения параметров несущей способности торфа в моменты межфазовых переходов его состояния; фиг.2 - расчетная схема для определения краевой и центральной «критической» нагрузки для максимально упругой фазы состояния грунта под абсолютно гибким штампом и его осадок; фиг.3 - параллелограмм нагрузок для определения центрального «критического» давления

Figure 00000162
при максимально упругом фазовом состоянии грунта; фиг.4 - схема развития линий скольжения α и β и зон СПД в основании под гибким штампом при "первой критической" нагрузке; фиг.5 - расчетная схема для определения «первой критической» нагрузки с параллелограммами разложения сил в точках А и В; фиг.6 - расчетная схема для определения краевой критической нагрузки
Figure 00000163
при предельно нагруженном основании под гибким штампом с параллелограммом разложения сил в точке А и совмещенной с диаграммой Мора напряженного состояния; фиг.7 - графики зависимости предельных и максимально упругих давлений в грунте от длины гибкого штампа при ширине вкр=const; фиг.8 - графики зависимости предельных давлений под узкими гибкими штампами в грунте равной площади F=const; фиг.9 - зависимость предельно критических давлений в торфе
Figure 00000164
под гибкими штампами равной ширины вкр=const и конечной длины; фиг.10 - зависимость предельно критических давлений в торфе
Figure 00000165
под гибкими узкими штампами равной площади F=const и конечной длины; фиг.11 - образование пятна контакта под гибким тором; фиг.12 - образование пятна контакта под гибким эллипсоидом; фиг.13 - расчетная схема концевой части объемной эпюры контактных напряжений под гибким цилиндром, развернутая в продольном и поперечном сечениях; фиг.14 - та же схема, развернутая в пространстве; фиг.15, 16, 17 - схемы развития контактных давлений под жестким цилиндром переменного радиуса при постоянной ширине пятна контакта (вкр=const) и при постоянно радиусе цилиндра (r=const) соответственно в упругом фазовом состоянии основания, при "первой критической" нагрузке и в предельном фазовом состоянии; фиг.18 - объемная эпюра средних предельных контактных давлений под жестким цилиндром конечной длины l; фиг.19 - зависимости среднего предельного
Figure 00000166
, критического
Figure 00000167
и предельно критического давления
Figure 00000168
от длины жесткого цилиндра (при вкр=const) в грунте; фиг.20 - зависимость среднего предельно критического давления
Figure 00000169
от длины жесткого цилиндра (при вкр=const) в торфе; фиг.21 - объемные эпюры упругих контактных давлений по длине жесткого цилиндра на его торцах в грунтовом основании; фиг.22, 23 - зависимости среднего давления
Figure 00000170
максимальной упругости в грунтах и
Figure 00000171
в торфах под жестким цилиндром конечной длины l; фиг.24, 25 - зависимости первой «критической» нагрузки под жестким цилиндром конечной длины l в грунтах и торфах; фиг.26 - зависимости предельного
Figure 00000172
, критического
Figure 00000173
и предельно критического давления
Figure 00000174
в грунте под узким жестким цилиндром; фиг.27 - зависимость предельно критического давления
Figure 00000175
в торфе под узким жестким цилиндром конечной длины l; фиг.28 - зависимости давления максимальной упругости и зависимости "первой критической" нагрузки на грунт под узким жестким цилиндром; фиг.29 - зависимости давления максимальной упругости и зависимости "первой критической" нагрузки на торф под узким жестким цилиндром; фиг.30 - объемная эпюра предельных контактных давлений под коротким жестким цилиндром; фиг.31 - зависимости среднего предельного, критического и предельно критического давления на грунт под коротким жестким цилиндром; фиг.32 - зависимости среднего предельно критического давления на торф под коротким жестким цилиндром; фиг.33 - зависимости давления максимальной упругости и зависимости первой «критической» нагрузки на торф под коротким жестким цилиндром; фиг.34 - зависимости давления максимальной упругости и зависимости первой критической нагрузки на грунт под коротким жестким цилиндром; фиг.35 - эпюры предельного и предельно критического давления соответственно в грунте и торфе под жесткой сферой радиусом R и при диаметре отпечатка критического размера dкр; фиг.36 - эпюры давлений максимально упругого основания под жесткой сферой; фиг.37 - эпюры давлений от первой критической нагрузки под жесткой сферой в грунтовых и торфяных основаниях; фиг.38 - графики зависимости рср=f(Sц), где Sц - осадка цилиндров.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a Mohr diagram of the stress state of a peat deposit under load from a hard strip smooth stamp to determine the bearing capacity of peat at the moments of interphase transitions of its state; figure 2 - design scheme for determining the regional and central "critical" load for the maximum elastic phase of the state of the soil under an absolutely flexible stamp and its sediment; figure 3 - parallelogram loads to determine the Central "critical" pressure
Figure 00000162
with the most elastic phase state of the soil; 4 is a diagram of the development of slip lines α and β and SPD zones in the base under a flexible stamp at the "first critical"load; 5 is a design diagram for determining the "first critical" load with parallelograms of the decomposition of forces at points A and B; 6 is a design diagram for determining the edge critical load
Figure 00000163
at extremely loaded base under a flexible stamp with a parallelogram of the decomposition of forces at point A and combined with the Mohr diagram of the stress state; Fig.7 is a graph of the dependence of the maximum and maximum elastic pressures in the soil on the length of the flexible stamp with a width in cr = const; Fig - graphs of the dependence of the ultimate pressure under the narrow flexible dies in the soil of equal area F = const; Fig.9 - dependence of the extreme critical pressures in peat
Figure 00000164
under flexible dies of equal width in kp = const and of finite length; figure 10 - dependence of the extreme critical pressures in peat
Figure 00000165
under flexible narrow dies of equal area F = const and finite length; 11 - the formation of a contact spot under a flexible torus; Fig - formation of a contact spot under a flexible ellipsoid; Fig - design of the end part of the volumetric diagram of the contact stress under the flexible cylinder, deployed in longitudinal and transverse sections; Fig - the same diagram, deployed in space; 15, 16, 17 are diagrams of the development of contact pressures under a rigid cylinder of variable radius with a constant width of the contact spot (in cr = const) and with a constant radius of the cylinder (r = const), respectively, in the elastic phase state of the base, with the "first critical" load and in extreme phase state; Fig - volumetric diagram of the average ultimate contact pressure under a rigid cylinder of finite length l; Fig.19 - dependence of the average limit
Figure 00000166
critical
Figure 00000167
and extreme critical pressure
Figure 00000168
on the length of the rigid cylinder (at in cr = const) in the ground; Fig.20 - dependence of the average maximum critical pressure
Figure 00000169
on the length of the hard cylinder (at in cr = const) in peat; Fig - volumetric diagrams of elastic contact pressures along the length of the rigid cylinder at its ends in a soil base; Fig.22, 23 - dependence of the average pressure
Figure 00000170
maximum elasticity in soils and
Figure 00000171
in peat beneath a rigid cylinder of finite length l; Fig.24, 25 - the dependence of the first "critical" load under a rigid cylinder of finite length l in soils and peat; Fig.26 - dependence of the limit
Figure 00000172
critical
Figure 00000173
and extreme critical pressure
Figure 00000174
in the ground under a narrow rigid cylinder; Fig.27 - dependence of the critical pressure
Figure 00000175
in peat under a narrow hard cylinder of finite length l; Fig - dependencies of the pressure of maximum elasticity and the dependence of the "first critical" load on the soil under a narrow rigid cylinder; Fig - dependence of the pressure of maximum elasticity and the dependence of the "first critical" load on peat under a narrow rigid cylinder; Fig - volumetric diagram of the limit contact pressure under a short rigid cylinder; Fig - dependence of the average limit, critical and maximum critical pressure on the ground under a short rigid cylinder; Fig - dependence of the average maximum critical pressure on peat under a short rigid cylinder; Fig - dependence of the pressure of maximum elasticity and the dependence of the first "critical" load on peat under a short rigid cylinder; Fig - dependence of the pressure of maximum elasticity and the dependence of the first critical load on the soil under a short rigid cylinder; Fig - diagrams of the maximum and maximum critical pressure, respectively, in the soil and peat under a rigid sphere of radius R and the diameter of the indentation of the critical size d cr ; Fig. 36 is a diagram of pressures of a maximally elastic base under a rigid sphere; Fig - plot pressure from the first critical load under a rigid sphere in soil and peat bases; Fig. 38 is a graph of the dependence p cf = f (S c ), where S c is the draft of the cylinders.

Более строгое построение (фиг.1) круговых диаграмм Мора фазового состояния торфа при длительной рA и временной рB несущей способности залежи под абсолютно жестким полосовым штампом критической ширины (вкр) позволило вывести универсальные более строгие зависимости для определения контактных давлений межфазовых переходов торфа из одного состояния в другое с ростом внешнего среднего давления. Впервые теоретически установлена величина (вкр) критического размера ширины полосового штампа, с увеличением и уменьшением которого происходит медленное (в области средних и больших размеров штампа) или резкое (в области штампов малых размеров) повышение осадок оснований, известное из результатов опытов Пресса, Д.Е.Польшина, Х.Р.Хакимова и др. [4]. Для всех границ межфазовых переходов впервые установлены величины несущей способности и соответствующие им осадки под абсолютно гибким и гладким полосовым штампом при длине l=∞: фиг.2 и 3 - для максимального упругого состояния; фиг.4 и 5 - при "первой критической" нагрузке, фиг.6 - для предельного нагруженного основания. При конечных размерах длины гибкого полосового штампа (при вкр=const) несущая способность оснований во всех межфазовых переходах впервые описывается предложенными зависимостями, на основании которых построены графики

Figure 00000176
, например, для предельных и максимально упругих давлений грунта (фиг.7), для предельно критических давлений в торфе (фиг.9).A more rigorous construction (Fig. 1) of Mohr pie diagrams of the phase state of peat with a long p A and temporary p B bearing capacity of the deposit under an absolutely rigid strip stamp of critical width (in cr ) made it possible to derive universal more stringent dependences for determining the contact pressures of interfacial transitions of peat from one state to another with increasing external mean pressure. For the first time, the value (in cr ) of the critical size of the width of a strip stamp has been theoretically established, with increasing and decreasing of which there is a slow (in the region of medium and large stamp sizes) or a sharp (in the region of stamps of small sizes) increase in base sediment, known from the results of the Press, D experiments .E.Polshin, Kh.R. Khakimova et al. [4]. For all the boundaries of the interphase transitions, the values of the bearing capacity and the corresponding precipitation under an absolutely flexible and smooth strip stamp with a length l = ∞ were first established for FIGS. 2 and 3 for the maximum elastic state; 4 and 5 - at the "first critical" load, 6 - for the ultimate loaded base. For finite lengths of a flexible strip stamp (at in kp = const), the bearing capacity of the bases in all interphase transitions is for the first time described by the proposed dependencies, on the basis of which graphs are constructed
Figure 00000176
, for example, for ultimate and maximum elastic soil pressures (Fig. 7), for extremely critical pressures in peat (Fig. 9).

Установленные зависимости для определения несущей способности оснований под гибким узким полосовым штампом конечной длины (при в<вкр и F=const) позволяют построить для всех межфазовых переходов состояния грунта и торфа графики зависимости

Figure 00000177
, например, предельных давлений в грунте (фиг.8), предельно критических давлений в торфе (фи. 10). Важным параметром, определяющим несущую способность и осадки основании под гибкими и жесткими телами вращения, является установленный для всех межфазовых переходов состояния грунта и торфа угол сектора полуконтакта Ψ, для предельного состояния равный Ψпр=φ.The established dependences for determining the bearing capacity of the bases under a flexible narrow strip stamp of finite length (for at <in cr and F = const) allow us to construct dependency graphs for all interphase transitions of the soil and peat
Figure 00000177
, for example, ultimate pressures in the soil (Fig. 8), extremely critical pressures in peat (fi. 10). An important parameter that determines the bearing capacity and precipitation of the base under flexible and rigid bodies of revolution is the angle of the sector of the semi-contact ный established for all interphase transitions of the state of soil and peat, equal to Ψ pr = φ for the limiting state.

Сокращение длины гибкого штампа, свернутого в цилиндр в поперечном сечении с подвернутыми концами в продольном сечении, приводит к образованию схемы работы гибкой трубы, гибкого тора (фиг.11) или гибкого эллипсоида (фиг.12) на грунтовом и торфяном основаниях. Расчетные схемы концевых частей гибкого полосового штампа (фиг.13 и 14) позволяют получить расчетные зависимости несущей способности и осадок гибкого цилиндра конечной длины при постоянной ширине вкр пятна контакта, а при l=вкр - под квадратным гибким и при l=dкр - под круглым гибким штампом критического размера на всех этапах межфазовых переходов состояния грунтового основания и торфяной залежи.Reducing the length of the flexible die, rolled into a cylinder in cross section with the ends turned up in longitudinal section, leads to the formation of a flexible pipe, flexible torus (11) or flexible ellipsoid (Fig. 12) operation on soil and peat. The design diagrams of the end parts of the flexible strip stamp (Figs. 13 and 14) make it possible to obtain the calculated dependences of the bearing capacity and deposits of a flexible cylinder of finite length at a constant width in cr of the contact spot, and for l = in cr - under a square flexible and for l = d cr - under a round flexible die of critical size at all stages of interphase transitions of the state of the soil base and peat deposit.

Предложенные схемы работы гибких оболочек на грунтовом и торфяном основаниях и развития НДС в зоне контактного взаимодействия позволяют перейти к схемам работы и развития НДС в зоне контакта абсолютно гладкого и жесткого цилиндра длиной l=∞ в момент максимального упругого состояния основания (фиг.15), при "первой критической" нагрузке (фиг.16), в предельном (фиг.17), критическом и предельно критическом состоянии основания и получить исходные зависимости для определения его соответствующих осадок и несущей способности.The proposed schemes of operation of flexible shells on soil and peat substrates and the development of SSS in the contact interaction zone allow us to switch to the schemes of work and development of SSS in the contact zone of an absolutely smooth and hard cylinder of length l = ∞ at the moment of the maximum elastic state of the base (Fig. 15), when the "first critical" load (Fig. 16), in the ultimate (Fig. 17), critical and extreme critical state of the base and obtain the initial dependencies to determine its corresponding precipitation and bearing capacity.

Для объемной эпюры средних предельных контактных давлений под жестким цилиндром конечной длины (при вкр=const) (фиг.18) получена универсальная зависимость от соотношения l/вкр предельных, критических и предельно критических давлений в грунте (фиг.19), предельно критических давлений в торфе (фиг.20). Для объемной эпюры упругих контактных давлений (фиг.21) под жестким цилиндром конечной длины универсальная зависимость позволяет найти значения максимально упругих давлений как в грунтах (фиг.22), так и в торфах (фиг.23). Эта же зависимость применима и для определения "первой критической" нагрузки для грунта (фиг.24) и торфа (фиг.25) при соответствующей подстановке значений краевых и центральных «критических» давлений и соответствующего радиуса цилиндра при постоянном пятне контакта вкр=const.For the volumetric diagram of the average ultimate contact pressures under a rigid cylinder of finite length (with in kp = const) (Fig. 18), a universal dependence is obtained on the ratio l / in cr of the limiting, critical and extremely critical pressures in the soil (Fig. 19), which are extremely critical pressure in peat (Fig.20). For the volumetric diagram of elastic contact pressures (Fig. 21) under a rigid cylinder of finite length, the universal dependence makes it possible to find the values of maximum elastic pressures both in soils (Fig. 22) and in peat (Fig. 23). The same dependence is also applicable for determining the "first critical" load for soil (Fig. 24) and peat (Fig. 25) with appropriate substitution of the values of the regional and central "critical" pressures and the corresponding cylinder radius with a constant contact spot in cr = const.

Для жесткого узкого цилиндра (при в<вкр) конечной длины при постоянной площади контакта F=const получена универсальная зависимость для определения несущей способности границ межфазовых переходов состояния грунта и торфа при соответствующих подстановках в нее значений краевых и центральных значений контактных давлений, на основании которой впервые построены графики зависимости предельного, критического и предельно критического давления в грунте (фиг.26) и предельно критического давления в торфе (фиг.27), давления максимальной упругости и "первой критической" нагрузки в грунте (фиг.28) и торфе (фиг.29) от соотношения l/в. Для жесткого короткого цилиндра (при l<вкр) (фиг.30) получены объемные эпюры предельных и предельно критических давлений для грунта и торфа, на основании которых также выведена универсальная зависимость для определения предельного, критического и предельно критического среднего давления под коротким цилиндром в грунте (фиг.31); предельно критических давлений в торфе (фиг.32), давления максимальной упругости и "первой критической" нагрузки в торфе (фиг.33) и в грунте (фиг.34).For a rigid narrow cylinder (at at <in cr ) of finite length with a constant contact area F = const, a universal dependence was obtained to determine the bearing capacity of the boundaries of the interphase transitions of the soil and peat with appropriate substitutions of the values of boundary and central values of contact pressures into it, based on which for the first time, graphs of the dependence of the ultimate, critical and maximum critical pressure in the soil (Fig. 26) and the extreme critical pressure in peat (Fig. 27), pressure of maximum elasticity and " the first critical "load in the soil (Fig.28) and peat (Fig.29) from the ratio l / in. For a rigid short cylinder (with l <in cr ) (Fig. 30), volumetric diagrams of ultimate and extreme critical pressures for soil and peat were obtained, on the basis of which a universal dependence was also derived for determining the ultimate, critical and extremely critical average pressure under a short cylinder in soil (Fig); extreme critical pressures in peat (Fig. 32), pressure of maximum elasticity and the "first critical" load in peat (Fig. 33) and in the ground (Fig. 34).

Впервые получена универсальная зависимость и для определения средних давлений межфазовых переходов грунта и торфа под жесткой сферой (при пятне контакта критического размера dкр): в предельном состоянии грунта и предельно критическом состоянии торфа (фиг.35), в максимально упругом состоянии (фиг.36), при "первой критической" нагрузке (фиг.37) на грунт и торф, для критического состояния грунта.For the first time, a universal dependence was obtained for determining the average pressures of the interphase transitions of soil and peat under a rigid sphere (with a contact spot of critical size d cr ): in the ultimate state of the soil and the extremely critical state of peat (Fig. 35), in the most elastic state (Fig. 36 ), at the "first critical" load (Fig. 37) on the soil and peat, for the critical condition of the soil.

Получены и новые зависимости для определения осадок под гибкими: полосовым штампом и прямоугольным штампом конечной длины, квадратным и круглым штампами, тором, эллипсоидом и гибкой трубой, под жестким: цилиндром конечной и бесконечной длины и сферой, имеющие универсальный характер для расчета стрелы прогиба под центром рассматриваемых штампов и расчета мгновенной осадки штампа на всех этапах межфазовых переходов грунта и торфа. Установлено, что предельно критические давления для грунтов под гладкими цилиндрами и сферой отсутствуют (фиг.38).New dependences are also obtained for determining sediments under flexible: a strip stamp and a rectangular stamp of finite length, a square and a round stamp, a torus, an ellipsoid and a flexible pipe, under a rigid one: a cylinder of finite and infinite length and a sphere, which have a universal character for calculating the deflection arrow under the center considered stamps and the calculation of the instant settlement of the stamp at all stages of interphase transitions of soil and peat. It has been established that there are no extremely critical pressures for soils under smooth cylinders and a sphere (Fig. 38).

Пример 1 расчета предельной несущей способности и осадки гибкого тора (фиг.11) на грунтовом основании (супесь φ=36°, с=0,02 МПа).Example 1 of the calculation of the ultimate bearing capacity and sedimentation of a flexible torus (11) on a soil base (sandy loam φ = 36 °, s = 0.02 MPa).

Диаметр тора D=1420 мм, ширина в=500 мм, тогда расчетные величины r0=в/2=0,25 м; rк=D/2=0,71 м; а0=r0sinφ=0,1469 м; f=0,19098, осадка S0=r0f=0,0477 м;

Figure 00000178
; n=rкsinγ=0,256 м;
Figure 00000179
м;
Figure 00000180
м; eк=nt=0,4355 м; е=Rкsinγ=0,3461 м; Ψ0=φ0 - в предельном фазовом состоянии грунта, Eк=et=0,5888 м; при
Figure 00000181
[МПа, м] и
Figure 00000182
МПа (при l=2n);The diameter of the torus is D = 1420 mm, the width is = 500 mm, then the calculated values are r 0 = / / 2 = 0.25 m; r k = D / 2 = 0.71 m; and 0 = r 0 sinφ = 0.1469 m; f = 0.19098, draft S 0 = r 0 f = 0.0477 m;
Figure 00000178
; n = r to sinγ = 0.256 m;
Figure 00000179
m;
Figure 00000180
m; e k = nt = 0.4355 m; e = R to sinγ = 0.3461 m; Ψ 0 = φ 0 - in the limiting phase state of the soil, E k = et = 0.5888 m; at
Figure 00000181
[MPa, m] and
Figure 00000182
MPa (at l = 2n);

Пример 2 расчета «первой критической» нагрузки и осадки гибкого тора с D=1420 мм, в=500 мм. Для супеси (φ=36°, с=0,02 МПа) ркрI=0,2892 МПа, Ψкр1=3°,6958, тогда r0=0,25 м; rк=0,71 м; f=0,00208, S0=r0f=0,0005 м; γ=2°,1928; n=0,0272 м; R0=0,5392 м; Rк=0,9992 м; ек=0,422 м; е=0,0382 m; Eк=0,5926 м.Example 2 of the calculation of the “first critical” load and draft of a flexible torus with D = 1420 mm, B = 500 mm. For sandy loam (φ = 36 °, c = 0.02 MPa) p crI = 0.2892 MPa, Ψ cr1 = 3 °, 6958, then r 0 = 0.25 m; r k = 0.71 m; f = 0.00208, S 0 = r 0 f = 0.0005 m; γ = 2 °, 1928; n = 0.0272 m; R 0 = 0.5392 m; R k = 0.9992 m; e k = 0.422 m; e = 0.0382 m; E k = 0.5926 m.

При

Figure 00000183
[МПа, м] получаем
Figure 00000184
МПа (при l=2n).At
Figure 00000183
[MPa, m] we get
Figure 00000184
MPa (at l = 2n).

Пример 3 расчета максимально упругого фазового состояния супеси (φ=36°, с=0,02 МПа) и ее осадки под гибким тором с D=1420 мм, в=500 мм. Расчетные значения величин при

Figure 00000185
МПа и Ψy=1°,9115: r0=0,25 м; rк=0,71 м; f=0,0005565, S0=0,00014 м; γ=1°,13423; n=0,01405 м; R0=0,5278 м; Rк=0,9878 м; ек=0,42129 м; е=0,01955 м; Eк=0,5861 м.Example 3 of calculating the maximum elastic phase state of a sandy loam (φ = 36 °, s = 0.02 MPa) and its precipitation under a flexible torus with D = 1420 mm, = = 500 mm. The calculated values of
Figure 00000185
MPa and Ψ y = 1 °, 9115: r 0 = 0.25 m; r k = 0.71 m; f = 0.0005565, S 0 = 0.00014 m; γ = 1 °, 13423; n = 0.01405 m; R 0 = 0.5278 m; R k = 0.9878 m; e k = 0.42129 m; e = 0.01955 m; E k = 0.5861 m.

При

Figure 00000186
[МПа, м] получаем
Figure 00000187
МПа.At
Figure 00000186
[MPa, m] we get
Figure 00000187
MPa

При Rк=R0=Eк и rк=r0=eк в рассмотренных примерах находим несущую способность супеси под сферическим гибким штампом.When R to = R 0 = E to and r to = r 0 = e to in the considered examples we find the bearing capacity of the sandy loam under a spherical flexible stamp.

Пример 4 расчета максимально упругого фазового состояния супеси (φ=36°, с=0,02 МПа) и ее осадки под абсолютно жестким гладким цилиндром длиной l=∞ и радиусом

Figure 00000188
м при
Figure 00000189
и вкр=100 см, E=10 МПа, µ=0,3,
Figure 00000190
МПа.Example 4 of calculating the maximum elastic phase state of a sandy loam (φ = 36 °, s = 0.02 MPa) and its precipitation under an absolutely rigid smooth cylinder of length l = ∞ and radius
Figure 00000188
m at
Figure 00000189
and in cr = 100 cm, E = 10 MPa, µ = 0.3,
Figure 00000190
MPa

Максимальное давление упругости под центром цилиндра составляет

Figure 00000191
МПа при общей осадкеThe maximum elastic pressure under the center of the cylinder is
Figure 00000191
MPa with total draft

Figure 00000192
см (
Figure 00000193
МПа, Ψу=1°,9115).
Figure 00000192
cm (
Figure 00000193
MPa, Ψ y = 1 °, 9115).

Пример 5 расчета «первой критической» нагрузки для супеси (φ=36°, с=0,02 МПа, Е=10 МПа, µ=0,3) под жестким цилиндром (l=∞). При ширине пятна контакта вкр=100 см имеем

Figure 00000194
при Ψкр1=3°,6958 и Ψу=1°,9115,
Figure 00000195
тогда
Figure 00000196
a
Figure 00000197
Для торфа (φ=36°, с=0,02 МПа, Е=1 МПа, µ=0,3) при
Figure 00000198
вкр=100 см,
Figure 00000199
Figure 00000200
Figure 00000201
получаем
Figure 00000202
Figure 00000203
при общей погонной нагрузке на цилиндр
Figure 00000204
Example 5 of calculating the “first critical” load for sandy loam (φ = 36 °, c = 0.02 MPa, E = 10 MPa, μ = 0.3) under a rigid cylinder (l = ∞). With the width of the contact spot in cr = 100 cm, we have
Figure 00000194
with Ψ cr1 = 3 °, 6958 and Ψ y = 1 °, 9115,
Figure 00000195
then
Figure 00000196
a
Figure 00000197
For peat (φ = 36 °, s = 0.02 MPa, E = 1 MPa, μ = 0.3) at
Figure 00000198
in cr = 100 cm
Figure 00000199
Figure 00000200
Figure 00000201
we get
Figure 00000202
Figure 00000203
at total linear cylinder load
Figure 00000204

Данные расчета несущей способности и осадок грунта и торфа под жесткой сферой представлены в табл.1-5.The calculation data of the bearing capacity and sediment of soil and peat under a rigid sphere are presented in Table 1-5.

Таблица 1.
Величина предельного давления под сферой в основании при с=0,02 МПаTable 1.
The value of the limiting pressure under the sphere at the base at c = 0.02 MPa Угол Ψпр=φ, градAngle Ψ ol = φ, deg d/Dпр d / d ol Rпр, мR ol , m Грунтовое основаниеSoil base Торфяная залежьPeat deposit

Figure 00000205
, МПа
Figure 00000205
MPa
Figure 00000206
, МПа
Figure 00000206
MPa
Figure 00000207
, МПа
Figure 00000207
MPa
Figure 00000208
, МПа
Figure 00000208
MPa
Figure 00000209
, МПа
Figure 00000209
MPa
Figure 00000210
, МПа
Figure 00000210
MPa 00 00 0000 0,12280.1228 0,12280.1228 0,12280.1228 0,06000,0600 0,06000,0600 0,06000,0600 1212 0,210.21 2,71362.7136 0,16060,1606 0,31310.3131 0,61270.6127 0,06820,0682 0,13280.1328 0,16710.1671 3636 0,590.59 0,95990.9599 0,43710.4371 0,83500.8350 1,17151,1715 0,13250.1325 0,24210.2421 0,32140.3214 4545 0,710.71 0,79790.7979 0,79040.7904 1,57421,5742 2,43412,4341 0,20490.2049 0,36420.3642 0,50120,5012

Таблица 2.
Максимальные показатели упругости грунтового основания (с=0,02 МПа) под сферой радиусом Rу Table 2.
The maximum elasticity of the soil foundation (c = 0.02 MPa) under a sphere of radius R y

Figure 00000211
, град
Figure 00000211
, hail µµ Е, МПаE, MPa
Figure 00000212
МПа
Figure 00000212
MPa
Figure 00000213
МПа
Figure 00000213
MPa
Figure 00000214
МПа
Figure 00000214
MPa
Figure 00000215
, см
Figure 00000215
, cm Rу, мR y , m ff 00 0,50.5 00 0,10280.1028 0,10280.1028 0,102800.10280 ∞∞ ∞∞ 00 3,9953,995 0,40.4 55 0,13780.1378 0,18890.1889 0,270200.27020 8,038.03 8,098108,09810 0,0024300,002430 1,91151.9115 0,30.3 1010 0,27780.2778 0,25230.2523 0,545560.54556 6,636.63 16,914516.9145 0,0005600,000560 1,15941,1594 0,10.1 4four 0,38940.3894 0,14110.1411 0,764750.76475 19,9419.94 27,883327.8833 0,0002050,000205 Таблица 3.
Максимальные показатели упругости торфяной залежи (с=0,02 МПа) под сферой радиусом
Figure 00000216
Table 3.
The maximum elasticity indicators of a peat deposit (c = 0.02 MPa) under a sphere of radius
Figure 00000216
Figure 00000217
, град
Figure 00000217
, hail µµ Е, МПаE, MPa
Figure 00000212
, МПа
Figure 00000212
MPa
Figure 00000218
, МПа
Figure 00000218
MPa
Figure 00000219
МПа
Figure 00000219
MPa
Figure 00000220
см
Figure 00000220
cm
Figure 00000221
, м
Figure 00000221
, m ff 8,46748.4674 0,40.4 0,50.5 0,04940,0494 0,05230,0523 0,097800,09780 23,8323.83 3,83163.8316 0,010900,01090 5,20375,2037 0,30.3 1one 0,07850,0785 0,06990.0699 0,153900.15390 18,5518.55 6,22066,2206 0,004120.00412 3,62653.6265 0,10.1 0,440.44 0,09660.0966 0,03930,0393 0,189550.18955 50,0850.08 8,91978,9197 0,002000.00200 Таблица 4.
Показатели несущей способности грунтовых оснований, нагруженных "первой критической" нагрузкой (с=0,02 МПа) под сферойTable 4.
The bearing capacity of soil foundations loaded with the "first critical" load (s = 0.02 MPa) under the sphere
Figure 00000222
, град
Figure 00000222
, hail
Figure 00000223
, МПа
Figure 00000223
MPa
Figure 00000224
, МПа
Figure 00000224
MPa
Figure 00000225
, МПа
Figure 00000225
MPa
Figure 00000226
, см
Figure 00000226
, cm µµ Е, МПаE, MPa 00 0,10280.1028 0,10280.1028 0,10280.1028 ∞∞ 0,50.5 00 7,43847.4384 0,15660.1566 0,30670.3067 0,27470.2747 11,6511.65 0,40.4 55 3,69583,6958 0,28920.2892 0,56790.5679 0,35800.3580 8,398.39 0,30.3 1010 2,27192.2719 0,39830.3983 0,78240.7824 0,19970.1997 21,3521.35 0,10.1 4four Таблица 5.
Показатели несущей способности торфяных залежей, нагруженных "первой критической" нагрузкой (с=0,02 МПа) под сферойTable 5.
The bearing capacity of peat deposits loaded with the "first critical" load (c = 0.02 MPa) under the sphere
Figure 00000227
, град
Figure 00000227
, hail
Figure 00000228
, МПа
Figure 00000228
MPa
Figure 00000229
, МПа
Figure 00000229
MPa
Figure 00000230
, МПа
Figure 00000230
MPa
Figure 00000231
, см
Figure 00000231
, cm µµ E, МПаE, MPa 00 0,06000,0600 0,06000,0600 0,06000,0600 ∞∞ 0,50.5 00 14,52914,529 0,07000,0700 0,13270.1327 0,08070,0807 35,5435.54 0,40.4 0,50.5 9,47769,4776 0,09120.0912 0,17820.1782 0,10150,1015 24,5124.51 0,30.3 1,01,0 6,79776.7977 0,10630,1063 0,20820,2082 0,05640,0564 57,4757.47 0,10.1 0,40.4

Предложенное изобретение впервые позволяет дать оценку статической несущей способности и осадок грунтовых оснований и торфяных залежей под штампами различной жесткости и формы, сравнительный анализ данных расчета которых позволяет проектировать рациональные конструкции фундаментов зданий и сооружений, а также движителей транспортных средств.The proposed invention for the first time allows us to assess the static bearing capacity and sediment of soil bases and peat deposits under stamps of different stiffness and shape, a comparative analysis of the calculation data of which allows us to design rational structures of the foundations of buildings and structures, as well as vehicle propulsion.

Claims (1)

Способ определения несущей способности и осадок грунтового основания и торфяной залежи, заключающийся в установлении физико-механических характеристик по глубине однородного основания: φ - угла внутреннего трения, с - удельного сцепления и γ0 - объемного веса, деформируемого гладким штампом разной формы критического размера (шириной вкр и диаметром dкр), расчете среднего давления pcp, прикладываемого через штамп к основанию и соответствующего переходу его межфазового состояния, расчете осадок грунтового основания по уравнениям модели «линейно деформируемого полупространства», а торфяной залежи - по уравнениям модели «местных упругих деформаций» Фусса-Винклера, установлении предела длительной (рA) и временной (рВ) несущей способности торфа по уравнению
Figure 00000232

где А - сопротивление торфа сжатию, F - площадь контакта штампа с залежью, ВА,В - коэффициент, определяющий сопротивление Т=ВП срезу торфа по периметру П штампа, построении объемных эпюр средних и контактных давлений под штампом, соответствующих пределам межфазового состояния основания, с расчетом краевых (р2) и пиковых (p1) давлений в зонах упругих и сдвиговых (пластических) деформаций (СПД) и учетом потери структурной прочности основания на сжатие
Figure 00000233
и растяжение
Figure 00000234
, установлении из объемных эпюр давлений уравнений зависимости рср от длины l полосовых штампов (при вкр=const), для квадратного штампа (при l=вкр), круглого штампа (при
Figure 00000235
), для узких штампов (при в<вкр и F=const), отличающийся тем, что критическую ширину пятна контакта определяют для грунта как
Figure 00000236

для торфа
Figure 00000237

где
Figure 00000238
и
Figure 00000239
- компоненты горизонтального нормального и касательного напряжения в нижней точке линий сдвига зон СПД от стреловидных эпюр контактного давления
Figure 00000240
грунта в критическом и
Figure 00000241
торфа - в предельно критическом состоянии, в торфе давление
Figure 00000242
при
Figure 00000243
Figure 00000244
и величине
Figure 00000245

а давление
Figure 00000246
при
Figure 00000247
Figure 00000248
и величине
Figure 00000249

под абсолютно гибким полосовым штампом длиной l=∞: для максимально упругого состояния грунта
Figure 00000250
при
Figure 00000251
- критическом давлении под центром штампа (в очаге развития зоны СПД) и секторе полуконтакта штампа с грунтом
Figure 00000252

а для торфа
Figure 00000253
при
Figure 00000254

для «первой критической» нагрузки в грунте
Figure 00000255
при
Figure 00000256

а в торфе -
Figure 00000257
при
Figure 00000258

для предельного состояния грунта
Figure 00000259

для предельно критического состояния торфа -
Figure 00000260
при этом Ψпр=Ψкрп.т=φ, а соответствующие осадки грунта и торфа определяют как
Figure 00000261

где µ, E - упругие константы, S=Sу при
Figure 00000262
и Ψ=Ψу, S=SкрI при рср=ркрI и Ψ=ΨкрI,
а
Figure 00000263
причем осадки торфа под жестким полосовым штампом при (рВ) и (рА) определяют как
Figure 00000264
Figure 00000265

под гибким полосовым штампом конечной длины (при вкр=const) несущую способность грунта и торфа определяют как
Figure 00000266

где
Figure 00000267
Figure 00000268
Figure 00000269
f=1-cosΨ,
причем для торфа
Figure 00000270

а соответствующие pEср осадки SE=S, под гибким узким штампом конечной длины (при в<вкр и F=const) несущую способность (рFср) грунта и торфа определяют по уравнению
Figure 00000271

где М=вркв, ркв - среднее давление под квадратным гибким штампом в межфазовом состоянии основания,
Figure 00000272
Figure 00000273

причем для торфа
Figure 00000274

а соответствующие рFср осадки SF=S,
осадки под квадратным гибким штампом определяют (при l=вкр) как
Figure 00000275
когда
Figure 00000276
при Ψ=Ψу и
Figure 00000277
;
Figure 00000278
при Ψ=ΨкрI и
Figure 00000279
Figure 00000280
при Ψ=Ψпр=φ и
Figure 00000281
осадки под круглым гибким штампом определяют как
Figure 00000282

при
Figure 00000283

при соответствующих межфазовым переходам состояния основания значениях Ψ, r0, R0, Sr, и рr под гибким цилиндром конечной длины с загнутыми концами, гибким эллипсоидом, гибким вертикальным тором осадки определяют как Sr при давлениях
Figure 00000284

где
Figure 00000285
,
Figure 00000286
, rк и r0 - наружный продольный и поперечный радиусы гибкого штампа при глубине выемки сжатия S0=r0f, угле продольного полуконтакта с основанием γ=arcos(l-S0/r0) и длине выемки сжатия продольного полуконтакта n=rкsinγ, e=Rкsinγ, Ек=et, eк=nt, под жестким цилиндром длиной l=∞ (при ширине пятна контакта вкр) давление под центром цилиндра
Figure 00000287
по дуге пятна контакта
Figure 00000288
за краями пятна контакта
Figure 00000289
где ρ - угол поворота радиуса-вектора r, х - текущее расстояние от края пятна контакта до величины со - расстояния до края выемки сжатия, причем
Figure 00000290
и Sц=Sу при
Figure 00000291
Figure 00000292
а
Figure 00000293
и Sц=Sкр1 при Ψ=Ψкр1,
Figure 00000294
для предельно нагруженного основания
Figure 00000295
при Sц=Sпр; под жестким цилиндром с соотношением сторон пятна контакта
Figure 00000296
(при вкр=const) несущую способность (роср) грунта и торфа определяют по уравнению
Figure 00000297
где
Figure 00000298
при r=rпр и
Figure 00000299
, а давление в грунте в угловых точках контакта под торцами цилиндра
Figure 00000300

Figure 00000301
при
Figure 00000302
и
Figure 00000303
Figure 00000304
Figure 00000305
при r=rпр и
Figure 00000306
Figure 00000307

и в торфе -
Figure 00000308
Figure 00000309
при r=rу, Ψ=Ψу и
Figure 00000310
Figure 00000311
Figure 00000312
- минимальное давление и
Figure 00000313
- максимальное давление на торцах цилиндра;
Figure 00000314
при r=rкр1, Ψ=Ψкр1 и
Figure 00000315
Figure 00000316
а соответствующие роср осадки So=S,
под жестким узким цилиндром конечной длины (при в<вкр и F=const) несущую способность pNcp грунта и торфа определяют по уравнению
Figure 00000317
когда
Figure 00000318
при
Figure 00000319
Figure 00000320
Figure 00000321
Figure 00000322
для грунта при
Figure 00000323
Figure 00000324
Figure 00000325
Figure 00000326
при
Figure 00000327
,
Figure 00000328
,
Figure 00000329
Figure 00000330
при
Figure 00000331
Figure 00000332
Figure 00000333
а осадки
Figure 00000334
при соответствующих рNср и Ψ, коротким жестким цилиндром (l<вкр) конечной длины (при F=const) для границ межфазовых переходов несущую способность рMср грунта и торфа определяют по уравнению
Figure 00000335

где
Figure 00000336
- максимальное давление под центром цилиндра, когда
Figure 00000337
при
Figure 00000338
Figure 00000339
Figure 00000340
Figure 00000341

для грунта -
Figure 00000342
при
Figure 00000343
Figure 00000344
Figure 00000345
Figure 00000346
Figure 00000347
при
Figure 00000348
Figure 00000349
Figure 00000350
Figure 00000351
Figure 00000352
при
Figure 00000353
Figure 00000354
Figure 00000355
Figure 00000356

а осадки
Figure 00000357

при соответствующих рMср и Ψ, под жесткой сферой с критическим диаметром dкр пятна контакта для границ межфазовых переходов состояний грунта и торфа несущую способность рсф и осадки Sсф определяют как
Figure 00000358
где
Figure 00000359
Figure 00000360
Figure 00000361
когда
Figure 00000362
при Ψ=Ψпр=Ψкрп.т=φ,
Figure 00000363
- предельное давление на краях штампа,
Figure 00000364
при Ψ=Ψкр,
Figure 00000365
при Ψ=Ψу,
Figure 00000366
при Ψ=ΨкрI. A method for determining the bearing capacity and sediment of a soil base and peat deposit, which consists in establishing physical and mechanical characteristics along the depth of a homogeneous base: φ is the angle of internal friction, s is specific adhesion, and γ 0 is bulk density deformed by a smooth stamp of various shapes of critical size (width in cr and diameter d cr ), calculating the average pressure p cp applied through the stamp to the base and corresponding to the transition of its interphase state, calculating the sediment of the soil base according to the model equations “Linearly deformable half-space”, and peat deposits - according to the equations of the model of “local elastic deformations” by Fuss-Winkler, establishing the limit of long-term (p A ) and temporary (p B ) bearing capacity of peat according to the equation
Figure 00000232

where A is the peat resistance to compression, F is the area of contact between the stamp and the deposit, В А, В is the coefficient determining the resistance T = VP for peat cut along the perimeter П of the stamp, the construction of volumetric diagrams of the average and contact pressures under the stamp, corresponding to the limits of the base interphase state, with calculation of edge (p 2 ) and peak (p 1 ) pressures in the zones of elastic and shear (plastic) deformations (SPD) and taking into account the loss of structural strength of the base in compression
Figure 00000233
and stretching
Figure 00000234
, establishing from volume diagrams of pressure equations the dependence of p cf on the length l of strip dies (at in cr = const), for a square stamp (at l = in cr ), a round stamp (at
Figure 00000235
), for narrow dies (with at <in cr and F = const), characterized in that the critical width of the contact spot is determined for the soil as
Figure 00000236

for peat
Figure 00000237

Where
Figure 00000238
and
Figure 00000239
- components of the horizontal normal and tangential stresses at the lower point of the shear lines of the SPD zones from swept plots of contact pressure
Figure 00000240
soil in critical and
Figure 00000241
peat - in extreme critical condition, in peat pressure
Figure 00000242
at
Figure 00000243
Figure 00000244
and size
Figure 00000245

and pressure
Figure 00000246
at
Figure 00000247
Figure 00000248
and size
Figure 00000249

under an absolutely flexible strip stamp of length l = ∞: for the most elastic state of the soil
Figure 00000250
at
Figure 00000251
- critical pressure under the center of the stamp (in the focus of development of the SPD zone) and the sector of the semi-contact of the stamp with soil
Figure 00000252

and for peat
Figure 00000253
at
Figure 00000254

for the “first critical” load in the ground
Figure 00000255
at
Figure 00000256

and in peat -
Figure 00000257
at
Figure 00000258

for ultimate soil condition
Figure 00000259

for the extreme critical state of peat -
Figure 00000260
wherein Ψ = Ψ krp.t pr = φ, and the corresponding rainfall and ground peat is defined as
Figure 00000261

where μ, E are elastic constants, S = S у for
Figure 00000262
and Ψ = Ψ y , S = S crI for p cf = p crI and Ψ = Ψ crI ,
but
Figure 00000263
moreover, precipitation of peat under a hard strip stamp at (p B ) and (p A ) is defined as
Figure 00000264
Figure 00000265

under a flexible strip stamp of finite length (at in cr = const), the bearing capacity of soil and peat is determined as
Figure 00000266

Where
Figure 00000267
Figure 00000268
Figure 00000269
f = 1-cosΨ,
and for peat
Figure 00000270

and the corresponding sediment p Eav S E = S, under a flexible narrow die of finite length (with at <in cr and F = const) the bearing capacity (p Fav ) of the soil and peat is determined by the equation
Figure 00000271

where M = BP square , R square - the average pressure under a square flexible stamp in the interphase state of the base,
Figure 00000272
Figure 00000273

and for peat
Figure 00000274

and the corresponding p Fav rainfall S F = S,
precipitation under a square flexible stamp is determined (at l = in cr ) as
Figure 00000275
when
Figure 00000276
for Ψ = Ψ y and
Figure 00000277
;
Figure 00000278
for Ψ = Ψ crI and
Figure 00000279
Figure 00000280
for Ψ = Ψ pr = φ and
Figure 00000281
precipitation under a round flexible die is defined as
Figure 00000282

at
Figure 00000283

when the values of Ψ, r 0 , R 0 , S r , and p r under the flexible cylinder of finite length with bent ends, a flexible ellipsoid, and a flexible vertical torus, the precipitation is determined as S r at pressures
Figure 00000284

Where
Figure 00000285
,
Figure 00000286
, r k and r 0 are the outer longitudinal and transverse radii of the flexible die at the depth of the compression groove S 0 = r 0 f, the angle of the longitudinal half-contact with the base γ = arcos (lS 0 / r 0 ) and the length of the compression groove of the longitudinal half-contact n = r k sinγ, e = R k sinγ, E k = et, e k = nt, under a rigid cylinder of length l = ∞ (with the width of the contact spot in cr ) the pressure under the center of the cylinder
Figure 00000287
along the arc of the contact spot
Figure 00000288
beyond the edges of the contact spot
Figure 00000289
where ρ is the angle of rotation of the radius vector r, x is the current distance from the edge of the contact spot to the value of c about the distance to the edge of the compression notch, and
Figure 00000290
and S c = S y for
Figure 00000291
Figure 00000292
but
Figure 00000293
and S c = S cr1 for Ψ = Ψ cr1 ,
Figure 00000294
for extremely loaded base
Figure 00000295
when S u = S ave; under a rigid cylinder with contact patch aspect ratio
Figure 00000296
(at in cr = const) the bearing capacity (p cr ) of soil and peat is determined by the equation
Figure 00000297
Where
Figure 00000298
when r = r CR and
Figure 00000299
, and the pressure in the soil at the corner points of contact under the ends of the cylinder
Figure 00000300

Figure 00000301
at
Figure 00000302
and
Figure 00000303
Figure 00000304
Figure 00000305
when r = r CR and
Figure 00000306
Figure 00000307

and in peat -
Figure 00000308
Figure 00000309
for r = r y , Ψ = Ψ y and
Figure 00000310
Figure 00000311
Figure 00000312
- minimum pressure and
Figure 00000313
- maximum pressure at the ends of the cylinder;
Figure 00000314
for r = r cr1 , Ψ = Ψ cr1 and
Figure 00000315
Figure 00000316
and the corresponding p os precipitation S o = S,
under a rigid narrow cylinder of finite length (for at <in cr and F = const) the bearing capacity p Ncp of soil and peat is determined by the equation
Figure 00000317
when
Figure 00000318
at
Figure 00000319
Figure 00000320
Figure 00000321
Figure 00000322
for soil at
Figure 00000323
Figure 00000324
Figure 00000325
Figure 00000326
at
Figure 00000327
,
Figure 00000328
,
Figure 00000329
Figure 00000330
at
Figure 00000331
Figure 00000332
Figure 00000333
and rainfall
Figure 00000334
for the corresponding p Nsp and Ψ, a short rigid cylinder (l <in cr ) of finite length (for F = const) for the boundaries of the interphase transitions, the bearing capacity p Mav of soil and peat is determined by the equation
Figure 00000335

Where
Figure 00000336
- maximum pressure under the center of the cylinder when
Figure 00000337
at
Figure 00000338
Figure 00000339
Figure 00000340
Figure 00000341

for soil -
Figure 00000342
at
Figure 00000343
Figure 00000344
Figure 00000345
Figure 00000346
Figure 00000347
at
Figure 00000348
Figure 00000349
Figure 00000350
Figure 00000351
Figure 00000352
at
Figure 00000353
Figure 00000354
Figure 00000355
Figure 00000356

and rainfall
Figure 00000357

for the corresponding p Mср and Ψ, under a rigid sphere with a critical diameter d cr the contact spots for the boundaries of the interphase transitions of the soil and peat states, the bearing capacity p sf and precipitation S sf is defined as
Figure 00000358
Where
Figure 00000359
Figure 00000360
Figure 00000361
when
Figure 00000362
when Ψ = Ψ pr = Ψ krp.t = φ,
Figure 00000363
- ultimate pressure at the edges of the stamp,
Figure 00000364
for Ψ = Ψ cr ,
Figure 00000365
for Ψ = Ψ y ,
Figure 00000366
for Ψ = Ψ crI .
RU2007100206/28A 2007-01-11 2007-01-11 Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed RU2343448C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100206/28A RU2343448C2 (en) 2007-01-11 2007-01-11 Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100206/28A RU2343448C2 (en) 2007-01-11 2007-01-11 Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007100206A RU2007100206A (en) 2008-07-20
RU2343448C2 true RU2343448C2 (en) 2009-01-10

Family

ID=40374427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100206/28A RU2343448C2 (en) 2007-01-11 2007-01-11 Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2343448C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565390C2 (en) * 2013-12-03 2015-10-20 Евгений Николаевич Хрусталёв Method for determining gravity pressure and coefficients of general lateral pressure and general relative lateral distortion of soil and peat ground
RU2576542C2 (en) * 2014-08-04 2016-03-10 Евгений Николаевич Хрусталёв E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media
RU2595879C1 (en) * 2015-09-29 2016-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method for determining optimal parameters of pressing pressure and moulding powder moisture for producing ceramic wall materials
RU2657590C2 (en) * 2016-01-26 2018-06-14 Евгений Николаевич Хрусталев Method of khrustalev e.n. for determining bearing capacity and anisotropy factor of peat deposit
CN108760463A (en) * 2018-06-13 2018-11-06 广西大学 A kind of model test method of the triaxial compression test of soil
RU2728739C1 (en) * 2020-02-11 2020-07-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of constructing a curve of soil deformation

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565390C2 (en) * 2013-12-03 2015-10-20 Евгений Николаевич Хрусталёв Method for determining gravity pressure and coefficients of general lateral pressure and general relative lateral distortion of soil and peat ground
RU2576542C2 (en) * 2014-08-04 2016-03-10 Евгений Николаевич Хрусталёв E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media
RU2595879C1 (en) * 2015-09-29 2016-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method for determining optimal parameters of pressing pressure and moulding powder moisture for producing ceramic wall materials
RU2657590C2 (en) * 2016-01-26 2018-06-14 Евгений Николаевич Хрусталев Method of khrustalev e.n. for determining bearing capacity and anisotropy factor of peat deposit
CN108760463A (en) * 2018-06-13 2018-11-06 广西大学 A kind of model test method of the triaxial compression test of soil
CN108760463B (en) * 2018-06-13 2020-06-26 广西大学 Model test method for triaxial compression test of soil
RU2728739C1 (en) * 2020-02-11 2020-07-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of constructing a curve of soil deformation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007100206A (en) 2008-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2343448C2 (en) Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed
Dexter Soil physical quality: Part II. Friability, tillage, tilth and hard-setting
Li et al. Biomimeitc design of a stubble-cutting disc using finite element analysis
CN107085659B (en) Preparation method of soft and hard interphase morphology bionic material based on friction performance
US20150240489A1 (en) Concrete floor system using integrated concrete slab and joint filling strips
RU2004112524A (en) METHOD FOR DETERMINING THE BEARING ABILITY OF THE GROUND SUBSTRATE AND THE PEAT DEPOSIT
Azis et al. On some problems concerning deformations of functionally graded anisotropic elastic materials
Oh et al. A simple method to estimate the bearing capacity of unsaturated fine-grained soils
Fakher et al. Experimental study of relative density effect on bearing capacity of sand reinforced with geogrid
Deka et al. Effect of antecedent rainfall on slope stability-a case study of Haflong Hill, North East India
Ho et al. Analytical solution for one-dimensional consolidation of unsaturated soil deposit subjected to step loading
Poobal et al. Arriving at an optimum value of tolerance factor for compressing medical images
Gourvenec et al. Effect of foundation embedment on consolidation response
Griffiths A chart for estimating the average vertical stress increase in an elastic foundation below a uniformly loaded rectangular area
CN110457855A (en) It is partially flooded with the analytic method of the critical reservoir level analysis of c &#39;-φ &#39; homogeneous slope
CN220302448U (en) Bolt assembly for connecting cylinder body of expansion and contraction hydraulic cylinder
JP2002302935A (en) Simplified design method for grid-shaped improved body in liquefaction resistance, grid-shaped depth mixture treatment construction method
Avrutis The chipped stone tools assemblages. The Early Bronze Age I
Kawamura et al. Lateral displacement of unsaturated clay slurry subjected to vacuum consolidation
Tan Wetting, drying, compression and shear strength characteristics of compacted clay.
Borup et al. Baskarp sand No. 15: data report 9403
Russell et al. A bounding surface plasticity model for sands in an unsaturated state
Rai et al. Pedo-transfer functions for assessing soil moisture and nitrogen availability in the Indian soils.
RU2016102394A (en) METHOD OF HRUSTALEV E.N. DEFINITIONS OF BEARING ABILITY AND PERFORMANCE ANISOTROPY COEFFICIENT
Pitman Effect of fines and gradation on the collapse surface of a loose saturated soil.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090112