Осадка резервуаров
Грунты основания под влиянием давления от веса сооружений, передаваемого фундаментами, как было указано выше, деформируются, то есть уплотняются за счет уменьшения в них пустот, и сооружение оседает. Зависимость коэффициента пористости грунтов основания e от величины давления s показана на компрессионной кривой (рис. 1, а). Как показали исследования, пока давления под подошвой не превышают расчетных, деформации грунтов основания почти линейно пропорциональны действующим нагрузкам и сопровождаются в основном вертикальными осадками, происходящими вследствие более плотного размещения частиц грунтов — уменьшения пористости. В этом случае деформации (осадки) не являются опасными для устойчивости и прочности сооружения. Когда же давления под подошвой превышают расчетные, линейная пропорциональность между деформациями и давлением нарушается — деформации начинают нарастать быстрее, чем нагрузки, и сопровождаются не только вертикальным уплотнением, но и боковым расширением (перемещением частиц грунтов из-под подошвы в сторону). В этом случае нарушается структура грунтов основания и осадки становятся неравномерными и опасными для устойчивости и прочности сооружения. Поэтому для обеспечения равномерной осадки всего сооружения необходимо, чтобы грунты основания под подошвой (при одинаковых грунтах) испытывали равномерное давление, которое по величине не превышало бы расчетного.
Графики зависимости коэффициента пористости грунтов основания и осадки от давления под подошвой
Рис 1. Графики зависимости коэффициента пористости грунтов основания и осадки от давления под подошвой:
а–график e=f (s);
б–график S= f (s).
На рис. 1, б дана кривая функциональной зависимости осадки s от давления s под подошвой. На ней показаны три участка:
прямолинейный о—а, где осадка s нарастает равномерно по мере увеличения нагрузки s; в этих пределах осадка происходит в основном за счет уменьшения пористости и является остаточной деформацией грунтов оснований;
криволинейный участок а—б, где осадка нарастает быстрее нагрузки и происходит, главным образом, за счет сдвигов — горизонтальных смещений частиц грунта из-под подошвы в стороны;
третий участок б—в, где осадка приобретает провальный характер и происходит в основном за счет выпирания грунтов вокруг фундамента.
Осадка сооружения является также функцией размеров фундамента в плане: она увеличивается (при одинаковых давлениях на единицу площади основания) с увеличением площади подошвы. При ленточных фундаментах это явление обычно не учитывается, так как отдельные участки фундамента мало отличаются шириной подошвы. Однако при больших размерах сооружения в плане, в особенности при наличии неоднородных грунтов, также возможна неравномерная осадка всего сооружения, развитие в элементах сооружения чрезмерных деформаций и, как следствие, появление трещин.