ПРЕДИСЛОВИЕ

К настоящему времени в нашей стране накоплен огромный объем знаний в области такой науки, как механика грунтов. Большое количество отечественных специалистов являлись и являются учеными мирового уровня. Наука механика грунтов и практическое ее продолжение в виде оснований и фундаментов одно из направлений, где отечественная научная школа на равных конкурирует с зарубежными достижениями. Существует большое количество полноценных, комплексных учебников, написанных такими известными отечественными учеными, как Цытович Н.А., Флорин В.А., Иванов П.Л., Далматов Б.И., Ухов С.С., Тер-Мартиросян З.Г., Бартоломей А.А. и др., в которых на высоком уровне изложен практически весь необходимый для обучающихся инженерных специальностей материал.

Настоящее учебное пособие является достаточно лаконичным изданием, сориентированным на освоение всего необходимого для обучающихся - бакалавров лекционного материала, в течение одного семестра, с учетом параллельного своевременного выполнения заданий на практических и лабораторных занятиях. Данное учебное пособие учитывает современный уровень развития науки механики грунтов, уровень развития существующих образовательных программ и перспективы освоения студентами последующих курсов, таких как «Механика многофазных сред» и «Основания и фундаменты».

Критерием отбора и подачи материала для учебного пособия являлось обоснование постоянного роста актуальности механики грунтов в развитии строительной отрасли, последовательность изложения тем и их взаимная увязка в общем составе пособия. Основное внимание обращено на вопросы освещения основных закономерностей механики грунтов с попыткой максимального раскрытия физической сути данных закономерностей, в том числе на примерах. Большое внимание уделено вопросам, имеющим прямое и непосредственное отношение к практике проектирования и строительства объектов.

ВВЕДЕНИЕ

Грунты, использующиеся в качестве оснований фундаментов сооружений, за исключением скальных пород, обычно представляют собой дисперсные многофазные тела, состоящие из твердых частиц и пор между ними. Поры частично или полностью заполнены водой. Поэтому механические свойства грунтов не могут быть описаны известными методами механики твердого тела или гидромеханики. Это привело в период начиная с конца XIX в. к развитию особого раздела механики - механики грунтов.

Связь курса с другими дисциплинами. Механика грунтов - одна из основных дисциплин для инженера строителя. Механика грунтов тесно связана с сопроматом, теоретической механикой, строительной механикой, теорией упругости. Однако грунт - сложная среда и для ее изучения необходимы знания математики, физики, химии, а также геологии и гидравлики.

Задачами курса механики грунтов являются:

  • - определение и оценка физических свойств, определяющих вид и состояние грунтов;
  • - определение и оценка механических свойств, определяющих поведение грунтов под нагрузками и воздействиями;
  • - определение деформируемости и прочности грунтов;
  • - определение НДС грунтового массива от собственного веса и внешней нагрузки;
  • - основные расчетные модели грунтового основания;
  • - расчет оснований по предельным состояниям: расчет осадок зданий и сооружений; оценка устойчивости грунтовых массивов, определение давления грунта на ограждения.

Рисунок 1.

Голштинские ворота. Хольстентор в Любеке. Крен башен. Германия (1464-1478)

Кафедральный собор Кенигсберга (1333). Осадка более 150 см

Рисунок 2. Кафедральный собор Кенигсберга (1333). Осадка более 150 см

Фрауэнкирхе (Дрезден) (1726-1743). Неравномерные осадки и разрушение несущих конструкций

Рисунок 3. Фрауэнкирхе (Дрезден) (1726-1743). Неравномерные осадки и разрушение несущих конструкций

Пизанская башня (1174-1370). Крен башни

Рисунок 4. Пизанская башня (1174-1370). Крен башни

Элеватор в Торонто (Канада) (1911-1913). Опрокидывание сооружения

Рисунок 5. Элеватор в Торонто (Канада) (1911-1913). Опрокидывание сооружения

Беляева 23, г. Тюмень. Крен 14 этажных секций и 9 этажного дома

Рисунок 6. Беляева 23, г. Тюмень. Крен 14 этажных секций и 9 этажного дома

б

Однако может возникнуть вопрос, зачем нам механика грунтов? Ведь на протяжении многих тысячелетий люди успешно возводили не только малоэтажные жилые здания, но и большие, уникальные, даже по современным меркам, сооружения. Ответом на данный вопрос является то, что, несмотря на общепринятое мнение о непогрешимости архитекторов и строителей ушедших веков и десятилетий, известно огромное количество примеров ошибок, просчетов и элементарного незнания в области инженерной геологии и механики грунтов, приведших к усложнению эксплуатации, аварийным ситуациям на строительных объектах или даже к их полной утрате. На рисунках 1-6 приведены некоторые частные случаи из истории геотехники.

История развития науки «Механика грунта». Развитие механики грунтов имеет уже почти 300-летнюю историю. Первыми научными работами следует считать опубликованный труд Шарля Кулона, французского инженера фортификатора (1773) «О давлении грунта на подпорные стенки». В 1801г. русский академик Н.И. Фусс предложил, а немецкий ученый Винклер в 1868г. математически записал зависимость между осадкой и нагрузкой, что легло в основу расчетной модели грунтового основания - модели Винклера-Фусса. В 1856 г. появились работы Г. Дарси о движении воды в грунтах.

В 1885г. французский ученый, член Парижской Академии наук Бус- синеск представил фундаментальную работу «О распределении напряжений в упругой почве от сосредоточенной силы». К. Терцаги в 1925г. опубликовал на немецком языке фундаментальный труд «Строительная механика грунтов». В 1925-1933 гг. Н.М. Герсеванов публикует классический цикл «Основы динамики грунтовой массы». В период 1934-1940 гг. Н.Н. Масловым и В.А. Флориным были опубликованы фундаментальные работы по механике грунтов. Многие задачи теории предельного равновесия грунтов получили развитие в трудах В.Г. Березанцева (1952).

Большое влияние на формирование механики грунтов как учебной дисциплины оказал Н.А. Цытович, учебник которого неоднократно переиздавался в период с 1934 по 1983 гг. Среди известных и заслуженно признанных учебников по механике грунтов, основаниям и фундаментам находятся учебники таких авторов, как Б.Д. Васильева, Б.И. Далматова, П.Л.Иванова, С.Б. Ухова и др.

Развитие механики грунтов в современных условиях. В настоящее время, особенно в последние десятилетия, механика грунтов приобретает все большее значение для строительства вследствие таких факторов, как:

  • - появление новых технологий в геотехнике;
  • - строительство глубоких котлованов;
  • - передача больших нагрузок на основание;
  • - требования по сокращению сроков строительства;
  • - надстройка (реконструкция) в неблагоприятных, например стесненных, условиях;
  • - строительство в плотной городской застройке.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >