Konieczność określenia stanu naprężenia

W praktyce inżynierskiej występuje dość często konieczność określenia stanu naprężenia w podłożu. Wynika to z faktu, że bez jego znajomości nie można obliczyć przemieszczeń pionowych - osiadań budowli. Stąd konieczność szybkich przybliżonych sposobów określania naprężeń pionowych normalnych w podłożu (program uprawnienia budowlane na komputer).

W metodach uproszczonych przyjmuje się następujące założenia:

1. rozkład naprężeń w strefie kontaktu fundamentu z podłożem jest prostoliniowy ;
2. pomija się wpływ małych mimośrodków obciążenia, tzn. takich, które nie powodują zmiany znaku teoretycznego wykresu naprężeń kontaktowych;
3. dla podłoża uwarstwionego, wychodząc z teorii liniowości związków geometrycznych, pomija się wpływ różnic w wartościacli stałych sprężystych poszczególnych warstw na rozkład naprężeń;
4. prawo superpozycji obciążeń jest słuszne dla liniowych związków fizycznych ośrodka gruntowego (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Poniżej zostaną przedstawione klasyczne rozwiązania zagadnienia rozkładu naprężeń w podłożu dla typowych obciążeń brzegowych zgodnie z poczynionymi założeniami (uprawnienia budowlane).

Powiedziano też, że w mechanice gruntów, jak dotąd utożsamia się. warunek równowagi granicznej (warunek zniszczenia) z warunkiem uplastycznienia materiału. Stąd interesującym jest zagadnienie, kiedy w gruncie poddanym procesowi obciążania wystąpią pierwsze odkształcenia plastyczne (nieodwracalne). Operując modelem ciała sprężysto-plastycznego wiadomo, że odkształcenia (nieodwracalne) plastyczne muszą wystąpić po spełnieniu przez stan naprężenia warunku plastyczności. Ponieważ jak pokazano poprzednio rozkład naprężeń w półprzestrzeni gruntowej nie jest nigdy prostą, stąd należy sądzić, że początkowo wystąpią jedynie lokalnie strefy odkształceń plastycznych. Tradycyjnie przyjmuje się, że lokalne spełnienie warunku plastyczności w dowolnym punkcie półprzestrzeni gruntowej poddanej obciążeniu jest równoznaczne z granicą sprężystej pracy podłoża (program egzamin ustny).

Znajomość stanu odkształcenia

Stan naprężenia w dowolnym punkcie półprzestrzeni będzie określany nadal przy pomocy metod teorii sprężystości dla konkretnych warunków brzegowych. Dalej zostanie rozpatrzone tylko zadanie płaskie przy dodatkowym upraszczającym założeniu, że naprężenie kontaktowe jest stałe na całej powierzchni kontaktu. Zadanie sprowadza się do określenia granic wydzielających się w półprzestrzeni strefy odkształceń plastycznych, w których występują zjawiska płynięcia (opinie o programie).

Z punktu widzenia praktyki inżynierskiej konstruktora interesują głównie przemieszczenia i obroty płaszczyzny poprowadzonej myślowo w poziomie posadowienia budowli. W pewnych przypadkach może także zachodzić konieczność wyznaczenia przemieszczeń terenu poza obrysem fundamentu. W celu określenia tych przemieszczeń niezbędna jest znajomość stanu odkształcenia w całym podłożu, wywołanego obciążeniem budowlą (warunkami brzegowymi). Przemieszczenia są bowiem sumą wziętą w przedziale od zera do nieskończoności zorientowanych względem osi układu odniesienia odkształceń względnych ośrodka. Ponieważ w ogólnym przypadku grunt zalegający w podłożu może być uwarstwiony i funkcje opisujące stan odkształcenia będą wtedy nieciągłe, więc konieczna jest do przeprowadzenia obliczeń znajomość stanu naprężenia w podłożu (segregator aktów prawnych).

Z drugiej strony wiadomo, że naprężenia posiadają skończone wartości jedynie w pobliżu punktów przyłożenia obciążenia i szybko maleją ze wzrostem oddalenia od tych punktów. Miąższość warstwy, w której naprężenia posiadają skończone wartości jest wprost proporcjonalna do wymiarów powierzchni obciążenia. Praktycznie wystarcza więc oszacować wielkości przemieszczeń na podstawie znajomości odkształceń warstwy gruntu zalegającej bezpośrednio pod fundamentem na głębokość od 2b do 36 (gdzie b jest mniejszym z wymiarów fundamentu w rzucie). Warstwa ta bywa zazwyczaj definiowana jako podłoże budowlane.

Zasadnicze przyczyny powodujące przemieszczenia w podłożu budowlanym można ogólnie podzielić na dwie grupy:

• przyczyny spowodowane działalnością człowieka,
• przyczyny spowodowane działaniem sił przyrody (procesami geologicznymi).

Do grupy a) można zaliczyć:

1. obciążenia statyczne - budowla,
2. obciążenia dynamiczne - fundamenty pod maszyny, wbijanie pali itp. (promocja 3 w 1).