ГОСТ Р 59997—2022
Пенетрация опор подвержена влиянию как прочностных характеристик, так и способности грунтов к дефор
мации. Сжимаемость карбонатных песчаников выше, чем у кварцевых песчаников. Следовательно, можно ожидать
более глубокую пенетрацию в карбонатных песчаниках, чем в кварцевых, несмотря на аналогичные или более вы
сокие углы трения влабораторных условиях. Это подтверждается экспериментальными данными [39],
[43]
— [45],
а также теоретическими исследованиями
[46]
моделей оснований.
А.9.3.2.5.3 Сцементированные карбонатные материалы
Естественная цементация в известковых осадочных отложениях образуется за счет карбонатных осадков.
Модельные эксперименты с башмаками опор на искусственно сцементированных известковых грунтах показали,
что бесприсадочная вертикальная несущая реакция круглых оснований также может быть описана как билинейная с
пределом текучести, аналогичным пределу пластической деформации при одномерном сжатии [39],
[47]
— [49].
Сопротивление смятию затем возрастает с продолжением смещения без четкой точки обрушения. Такое поведе
ние является следствием локального обрушения или протыкания. В [49] эта билинейная форма объяснена связью
с очень малым оседанием, ожидаемым до превышения предела текучести.
А.9.3.2.5.4 Методы прогнозирования
Прогнозы пенетрации башмаков опор в карбонатные песчаники, скорее всего, будут менее точными, чем
прогнозы по кварцевым песчаникам, поскольку карбонатные песчаники в целом более пористые и имеют меняю
щуюся степень цементации.
Пенетрация башмака опоры происходит из-за комбинации сжатия грунта и обрушения грунта. Поэтому ис
пользование общей стандартной модели разрушения от сдвига для песчаника с целью прогнозирования глубины
пенетрации не подходит. Эта модель, тем не менее, в целом приемлема для прогнозирования глубины пенетра ции
в карбонатных песчаниках, но требует точной оценки проектного угла трения. Уменьшение углов трения, как
правило, находится в пределах 3° — 7° для сцементированных и несцементированных карбонатных песчаников.
Особое внимание следует уделить площадкам с поверхностью из сцементированного грунта, которая зале
гает поверх слабого, несцементированного слоя. При этом необходимо надлежащим образом учеть тип механиз
мов протыкания.
В
[41]
и [50] описан метод несущего модуля для несцементированных известковых песчаников. Он основан
на результатах серии экспериментов в центрифуге со смоделированными основаниями, которые указывают, что
вертикальная несущая способность увеличилась с глубиной линейно. Оценка давления смятия может быть вы
полнена как функция геостатического (горного) давления, которое более, чем давление собственного веса грунта,
как это указано в формуле
qu=y’zNq,(А.52)
где
z
— глубина пенетрации;
A/q — коэффициент несущей способности.
Также было обнаружено, что /Vq = 50 обеспечивает обоснованные прогнозы данных испытаний в центрифуге,
хотя его использование и может завысить несущую способность башмака опоры в несцементированных карбо
натных грунтах. Формула
{А.52)
может быть адаптирована для вычислений вертикальной несущей способности
для конических башмаков опор. Для этого необходимо выполнить подразделение геометрии башмаков опор вер
тикально на ряд эквивалентных круглых/кольцевых опорных поверхностей, как показано на рисунке
А.20.
Несущая
способность площади у основания каждого кольцевого сектора, контактирующего с грунтом, может быть сумми
рована для повторного вычисления общей несущей способности конической опорной поверхности для различных
значений пенетрации опорной поверхности.
Рисунок
А.20
— Представление конического башмака опоры с использованием кольцевых секторов
эквивалентного круглого основания для вычисления вертикальной несущей способности в карбонатных
песчаниках
Другие методы прогнозирования для круглых башмаков как для сцементированных, так и для несцементиро
ванных известковых песчаников приведены в
[41],
[47], [50] — [54]. В заключение необходимо отметить, что реак ция
на смятие поверхностных оснований, сложенных известковыми песчаниками, лучше моделируется с помощью
механизма компрессионной деформации и схемы протыкания образца. В [53], [54] приведена простая формула
для расчета реакции поверхностных оснований из сжимаемых песчаников.
114