Настоящий учебник предназначен для вузов, имеющих в своем учебном плане дисциплину «Механика грунтов». Книга составлена применительно к специальности грунтоведения Геологических факультетов университетов, где студенты приступают к слушанию механики грунтов после ознакомления с основами механики лишь по общему курсу физики. В связи с этим учебному материалу предпослана краткая сводка основных понятий теоретической и строительной механики, используемых в дальнейшем изложении. Кроме того, при рассмотрении механических схем грунтов, заимствованных в своей основе из строительной механики (сплошные системы, несвязные и связные скелетные системы), привлечены необходимые пояснения из области сопротивления материалов и теорий сыпучих тел. При использовании книги в технических вузах, студенты которых получают специальную подготовку по строительной механике, проработка указанных схем может быть ограничена изучением условий применения общей теории сопротивления материалов и механики сыпучих тел к природным грунтам.

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Механика грунтов и ее значение в грунтоведении

§ 1. Механические схемы как идеализированные аналогии природных процессов. Общность законов механики в применении к сложным природным процессам. Механические схемы как абстрактные выразители механической стороны явлении. Роль механических схем в процессе познания. Применение механических схем к конкретным явлениям. Связь механических схем с истолкованием данных опыта. Механика грунтов как наука, изучающая сложные природные явления с помощью механических схем
§ 2. Краткий обзор развития механических схем в применении к изучению грунтов. Строительная практика как основа для создания механических схем. Создание механики сплошных систем. Сыпучее тело как исходная механическая схема грунта. Усовершенствованные схемы сыпучего тела путем количественного учета сцепления. Изучение природы связей между частицами грунта как основа для создания новых механических схем. Переменный характер сцепления. Механическая схема грунтового скелета с пустотами, заполненными водой (грунтовая масса). Усовершенствование схемы грунтовой массы путем учета газообразной составляющей. Статистическая схема грунта. Многообразие механических схем, используемых в механике грунтов
§ 3. Основные задачи грунтоведения, решаемые с помощью механических схем. Роль механических процессов при формировании грунтов. Природное равновесие грунтовых массивов и их нарушения. Изменение условий равновесия при изменении физического режима грунтов. Строительная деятельность человека как фактор, изменяющий условия равновесия грунтов. Равновесие грунта в сооружениях. Осадка грунтов под нагрузкой. Механическая прочность грунтов. Устойчивость структуры грунта при действии нагрузки. Значение механики грунтов в развитии грунтоведения

Глава II. Основные понятия теоретической и строительной механики, используемые в грунтоведении

§ 4. Абсолютно твердые и деформируемые тела. Природная структура физических тел. Неизменяемость внутренних связей как условие постоянства структуры. Абсолютно твердое тело как идеализированная схема системы с неизменяемыми связями. Изменяемость внутренних связей в действительных физических телах. Деформируемость материалов как показатель изменяемости внутренних связей. Внешние силы как фактор деформации
§ 5. Внешние силы, действующие на тела. Сила и ее векторное выражение. Физическая природа сил. Сосредоточенные и распределенные силы. Интенсивность распределения сил. Эпюры распределения сил. Сложение и разложение сил. Пара сил. Момент силы и пары сил. Проекции сил на координатные оси. Моменты сил относительно координатных осей. Выражение произвольной системы сил в выбранной системе координат. Пространственные и плоские задачи механики. Силы инерции
§ 6. Равновесие тел. Активные и реактивные силы. Опоры, реакции опор. Уравнения равновесия. Степени свободы. Применение условия равновесия к исследованию движения тел. Мгновенное равновесие
§ 7. Внутренние силы. Равновесие отдельных частей тела. Действие отдельных частей тела друг на друга. Внутренние силы и их приращения. Приращения внутренних сил как реакции внешних сил. Действие и противодействие на поверхностях воображаемых сечений. Определение величины внутренних сил методом воображаемых сечений. Объемный характер внутренних сил
§ 8. Напряжения. Усилие как внутренняя сила, условно отнесенная к поверхности воображаемого сечения. Напряжение в точке. Распределение усилия по сечению. Элементарные усилия. Эпюры напряжений. Интегрирование элементарных усилий в эпюре напряжений
§ 9. Деформации. Изменение связей между частицами материи под действием внутренних сил. Деформации физических тел как результат изменения внутренних связей. Виды деформаций. Энергия деформаций. Упругие и остаточные деформации
§ 10. Статическая определимость. Признаки статической определимости. Лишние неизвестные. Статически неопределимые системы. Порядок статической неопределимости. Составление добавочных уравнений
§ 11. Динамическое действие силы. Ударное действие силы. Колебательный эффект ударного действия силы. Динамический коэффициент. Колебательные движения тел. Колебания свободные и вынужденные. Колебания в сопротивляющейся среде. Критические скорости колебаний. Явление резонанса
§ 12. Устойчивость равновесного состояния. Многообразие форм равновесия. Устойчивые и неустойчивые формы равновесия. Критические усилия. Сохранение неустойчивых форм равновесия за пределами критических усилий. Катастрофические изменения форм равновесия

Часть I. ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ГРУНТОВ

Глава III. Сплошные системы

§ 13. Гипотеза непрерывности материи. Физическое представление о прерывности сплошности твердых тел. Кристаллические решетки. Связь индивидуальных материальных частиц между собой в твердом теле. Непрерывность материи как условная схема действительного строения. Представление о материальной частице по гипотезе непрерывности
§ 14. Деформируемость сплошных систем. Неизменяемость формы при постоянстве сил. Изменение формы (деформация) как следствие изменения системы действующих сил. Допущение о неизменности взаимного расположения внешних сил при малых деформациях. Измерение деформаций в координатных системах. Деформация как процесс, происходящий во времени
§ 15. Деформации от продольной силы и их зависимость от внутренних сил. Сжатие как основная схема работы грунта. Равномерное распределение усилия по сечению. Деформация по направлению действия силы. Абсолютная и относительная деформация. Линейная деформируемость тел для малых деформаций. Предел пропорциональности. Влияние скорости нарастания напряжений. Последействие напряжений. Диаграмма деформаций. Отклонения некоторых тел от закона линейной деформируемости
§ 16, Упругость сплошных систем. Обратимая и необратимая часть деформаций. Допущение о полной обратимости деформаций для малых напряжений. Предел упругости
§ 17. Модуль упругой деформации. Модуль упругой деформации как показатель качества сплошной системы. Физический смысл модуля упругой деформации. Геометрическое выражение модуля упругой деформации на диаграмме деформаций
§ 18. Упругий гистерезис и явление усталости. Количественное выражение энергии деформации. Необратимость действительного процесса деформации. Замедление деформаций. Значение последействия. Затрата энергии в необратимой форме при переменных нагрузках. Упругий гистерезис. Петли гистерезиса. Изменение строения сплошной системы при необратимых затратах энергии. Значение однородности материала. Усталость материалов
§ 18. Деформации по направлениям, не совпадающим с действием внешней силы. Поперечные деформации при сжатии и растяжении. Коэффициент поперечной деформации. Учет объемных деформаций
§ 20. Боковой распор. Сжатие тела в боковых стенках. Усилия, передаваемые на стенки при поперечной деформации. Реакция жестких стенок, коэффициент бокового распора. Связь коэффициента бокового распора с коэффициентом поперечной деформации (для пространственной задачи). Условный модуль упругой деформации для тел, сжимаемых в жестких стенках
§ 21. Пластические деформации сплошных систем. Деформация сжатия и растяжения за пределами упругости. Критическая точка. Пластическое состояние тела за критической точкой. Сохранение линейной деформируемости при повторных приложениях силы. Повышение критической точки. Остаточные напряжения в неоднородных материалах при повторных действиях сил
§ 22. Напряженное состояние сплошной системы. Напряжения сжатия и растяжения в точке на произвольно взятой площадке. Суммарный вектор напряжений. Общий случай напряженного состояния в плоской и пространственной задаче. Главные напряжения
§ 23. Анализ напряженного состояния сплошной системы. Комплексная характеристика напряженного состояния в точке. Эллипс напряжений. Однозначность и равнозначность эллипса напряжений. Применение теории эллипса напряжений к пространственной задаче. Анализ напряженного состояния в плоской задаче с помощью круговой диаграммы. Применение круговой диаграммы к пространственной задаче
§ 24. Чистый сдвиг. Плоскости чистого сдвига в напряженном теле. Наибольшее значение напряжений чистого сдвига. Деформация сдвига. Модуль сдвига. Связь модуля сдвига с модулем упругой деформации и с коэффициентом поперечной деформации
§ 25. Прочность сплошных систем. Предел прочности материала. Характер разрушения материала при растяжении и сжатии. Внутренние явления в материале при разрушении. Основные гипотезы прочности. Значение касательных напряжений при разрушении материала. Анализ условий прочности с помощью эллипса напряжений и круговой диаграммы. Допускаемые напряжения
§ 26. Сложные случаи деформаций. Совместное действие сил, вызывающих различные виды деформаций. Расчленение сложных деформаций на элементарные виды. Принцип суммирования напряжений в сложных случаях деформаций. Значение деформации изгиба в сложных случаях деформаций
§ 27. Деформация изгиба. Характер деформации материала при изгибе. Нейтральный слой. Явления растяжения, сжатия и сдвига при изгибе. Чистый изгиб. Гипотеза плоских сечений
§ 28. Напряжения изгиба. Изгибающий момент и поперечная сила. Эпюры моментов и поперечных сил. Нормальное напряжение изгиба. Момент инерции поперечного сечения. Эпюры распределения усилий по сечению при изгибе
§ 29. Одновременное действие сжатия и изгиба при неравномерном сжатии. Внецентренность приложения сжимающей силы. Изгибающий момент внецентренной силы. Суммирование напряжений центрального сжатия и изгиба. Перемещение положения нейтральной оси при изменении внецентренности. Возможность появления растягивающих напряжений. Ядро сечения. Напряжения на опорной площадке
§ 30. Динамическое сжатие. Колебательный характер деформации при внезапном приложении силы. Динамический импульс силы. Амплитуда упругих колебаний. Период упругих колебаний. Влияние сопротивлений. Амплитуда и период затухающих колебаний. Возможность явлений резонанса
§ 31. Устойчивость деформаций сжатия. Упругое равновесие сжатого тела. Множественность форм упругого равновесия. Кризисы равновесного состояния. Энергетическая трактовка вопросов устойчивости деформаций

Глава IV. Несвязные скелетные системы (сыпучие тела)

§ 32. Сопротивление сыпучего тела напряжениям сжатия, растяжения и сдвига. Характер связей между частицами сыпучего тела. Неизменяемость структуры сыпучего тела. Отсутствие сопротивления растяжению. Ограниченность сопротивления сдвигу. Полноценность сопротивления сжатию. Положение сыпучего тела в ряду других физических тел
§ 33. Внутреннее трение сыпучих тел. Интегральный характер сил внутреннего трения в сыпучем теле. Зависимость сил внутреннего трения от нормальных напряжений. Коэффициент внутреннего трения. Трение движения и покоя. Угол внутреннего трения. Угол естественного откоса. Условность понятия о внутреннем трении в сыпучих телах
§ 34. Напряженное состояние сыпучего тела. Боковой распор сыпучего тела. Однозначность напряжений в точке. Эллипс напряжений сыпучего тела. Угол отклонения
§ 35. Предельное равновесие. Условия равновесия внутри сыпучего тела. Равновесие при наибольшем угле отклонения. Предельный характер этого равновесия. Поверхности сдвига при нарушении равновесия
§ 36. Активное давление и пассивное сопротивление. Значение направления движения для определения поверхностей сдвига. Соотношение главных напряжений. Активное давление. Пассивное сопротивление. Трактовка понятия «боковой распор» в случаях активного давления и пассивного сопротивления. Предельное равновесие при передаче давления малой площадью
§ 37. Напряжения по поверхностям сдвига. Поверхности естественного и вынужденного сдвига. Эллипс напряжений в точках, прилегающих к поверхности сдвига. Влияние поверхности вынужденных сдвигов на напряженное состояние сыпучего тела
§ 38. Давление сыпучего тела на удерживающую стенку. Поверхность сдвига в удерживаемом массиве. Призма обрушения. Предельное равновесие призмы обрушения. Построение плоскости обрушения. Определение давления на удерживающую стенку. Распределение давления по высоте стенки. Эпюры давления и его интенсивности

Глава V. Скелетные системы с постоянным сцеплением

§ 39. Напряженное состояние системы с постоянным сцеплением. Характер связей между частицами скелетной системы с постоянным сцеплением.
Сопротивляемость растяжению. Напряженное состояние в точке
§ 40. Предельное равновесие системы с постоянным сцеплением. Условия равновесия внутри системы с постоянным сцеплением. Неизменяемость строения. Поверхности сдвига при нарушении равновесия. Предельное равновесие на поверхностях сдвига. «Естественный откос» системы с постоянным сцеплением
§ 41. Устойчивость откоса. Поверхность обрушения в массиве, обладающем постоянным сцеплением. Угол обрушения. Зависимость условий равновесия от высоты откоса. Устойчивость вертикальной стенки. Определение сцепления по высоте устойчивой вертикальной стенки. Переменное значение угла обрушения по высоте откоса. Криволинейное очертание устойчивого откоса. Допущение об очертании устойчивого откоса по поверхности круглого цилиндра. Поверка устойчивости запроектированных откосов

Глава VI. Системы сжимаемого скелета с заполнением пустот смачивающей жидкостью (грунтовая масса)

§ 42. Сжимаемость скелета. Передача усилий частицами скелета. Деформации скелетных частиц. Относительность устойчивости строения сжимаемого скелета. Переход системы грунтовых зерен в более устойчивое состояние. Коэффициент пористости как выразитель суммарной деформации (уплотнения) скелета в условиях невозможности бокового расширения. Понятие о кривой сжимаемости        
§ 43. Взаимодействие поверхности твердых частиц со смачивающей жидкостью. Пустоты скелета как физическое поле. Характер физического поля в пустотах скелета. Полярная ориентировка смачивающей жидкости в скелетном поле. Свойства ориентированной жидкости. Адсорбционные пленки. Значение адсорбционных пленок в системах с различной крупностью скелета. Деформируемость адсорбционных пленок
§ 44. Гидростатическое давление жидкости, заполняющей пустоты. Пустоты скелета как система сообщающихся сосудов. Заполнение пустот гравитационной и капиллярной жидкостью. Свободный уровень жидкости. Гидростатическое давление гравитационной и капиллярной жидкости относительно свободного уровня. Отрицательное гидростатическое давление капиллярной жидкости относительно свободного уровня. Давление на свободном уровне жидкости. Абсолютная величина гидростатического давления в гравитационной и капиллярной жидкости
§ 45. Капиллярное давление в грунтовой массе. Движущая сила вогнутого мениска. Капиллярное давление как реакция силы притяжения вогнутого мениска. Продольная и поперечная составляющие капиллярного давления. Сжимающее действие капиллярного давления в грунтовой массе. Поверхности менисков. Капиллярное давление в укороченных капиллярах. Напряжения грунтового скелета от капиллярного давления. Суждение о величине капиллярного давления по высоте капиллярного поднятия
§ 46. Сжатие грунтовой массы капиллярным давлением. Капиллярное давление как внешняя сила, действующая на скелет. Возникновение капиллярного давления при переходе воды в капиллярное состояние. Уплотнение скелета капиллярным давлением. Принцип определения величины капиллярного давления по аналогии с внешней нагрузкой. Возрастание связности (схватывание) грунтовой массы как явление, сопутствующее сжатию ее капиллярным давлением. Разбухание скелета грунтовой массы и потеря связности при уничтожении капиллярного давления
§ 47. Напряженное состояние грунтовой массы. Различие принципов передачи давления в грунтовом скелете и в грунтовой воде. Две системы напряжений и их взаимодействие в грунтовой массе. Напряжение грунтовой массы при сжатии ее в герметически закрытом сосуде. Напряжение грунтовой массы в условиях равновесного состояния при сообщении ее с водным резервуаром. Напряжения грунтового скелета от внешней нагрузки и от капиллярного давления
§ 48. Сопротивление грунтовой массы нормальным и касательным напряжениям. Характер связей между частицами грунтового скелета в грунтовой массе. Сопротивление сжатию за счет непосредственного взаимодействия скелетных частиц, смоченных водой. Сопротивление растяжению за счет смачивания скелетных частиц водой. Сопротивление касательным усилиям за счет внутреннего трения. Действие капиллярного давления как прижимающей силы. Значение адсорбционных явлений
§ 49. Деформация грунтовой массы. Изменение пористости как комплексная характеристика деформации скелета. Влажность грунтовой массы как показатель пористости. Принцип несжимаемости грунтовой массы в герметически закрытом сосуде. Процесс фильтрации грунтовой воды при деформации грунтовой массы

Глава VII. Системы сжимаемого скелета с частичным заполнением пустот смачивающей жидкостью

§ 50. Образование газа в пустотах грунта. Удаление воды из крупных пустот при испарении с поверхности. Защемление воздуха при капиллярном увлажнении. Разрывы водяного столба. Выделение газа из газонасыщенной жидкости
§ 51. Механика защемленного газа. Насыщенность защемленного газа водяными парами. Зависимость состояния защемленного газа от температуры и давления. Явления конденсации водяных паров и испарения воды в защемленном газе. Явления газовыделения и газопоглощения в защемленном газе
§ 52. Капиллярное давление в системах, содержащих газ. Распределение менисков в пустотах грунта, содержащих газ. Сосредоточение водных пленок вблизи точек контакта скелетных частиц. Капиллярное давление кольцевых менисков. Возрастание связности грунтов, содержащих газ, при уменьшении влажности
§ 53. Напряженное состояние систем, содержащих газ. Три системы напряжений в системе, содержащей газ. Гидростатическое равновесие грунтовой воды и защемленного газа. Давление защемленного газа
§ 54. Зависимость состояния систем, содержащих защемленный газ, от изменения физических условий. Коэффициент пористости и влажность системы, содержащей газ. Нарушение гидростатического равновесия при изменениях физических условий защемленного газа. Прорывы водных пленок. Изменения влажности при сообщении с водным резервуаром

Глава VIII. Статистические дисперсные системы

§ 55. Основы статистического метода характеристики сложных природных состояний. Многообразие состояний в грунтах. Вероятность состояния во времени и в пространстве. Применение закона больших чисел. Средние показатели состояния. Статистические отклонения от среднего состояния
§ 56. Статистический характер дисперсных систем. Многообразие связей в точках дисперсной системы. Многократная статическая неопределимость дисперсных систем. Статистический характер связей. Вероятность состояния в точке. Статистические характеристики состояния в дисперсной системе.
§ 57. Статистическая теория структуры дисперсных систем. Структура как статический результат разнообразия связей в дисперсной системе. Основные показатели структуры. Характеристика структуры в координатном поле. Статистическая характеристика структурных изменений
§ 58. Статистический характер деформаций сжатия дисперсных систем. Применение статистической теории структуры к учету деформаций сжатия. Учет возможного рассеяния значений коэффициента пористости по кривой сжимаемости. Изменение структуры в процессе сжатия возрастающей нагрузкой

Глава IX. Применимость механических схем к изучению грунтов

§ 59. Сжимаемость грунтов. Физические факторы, обусловливающие сжимаемость грунтов. Влияние условий бокового расширения. Деформации сжатия при невозможности бокового расширения. Кривая сжимаемости, коэффициент уплотнения. Спрямление кривой сжимаемости для узких пределов изменения напряжений
§ 60. Упругие свойства грунтов. Упругая и остаточная часть деформаций сжатия грунтового скелета. Влияние повторных нагрузок на состояние грунта. Перелом кривой сжимаемости. Применимость принципа линейной деформируемости к упругой деформации сжатия грунта. Модуль упругой деформации грунта. Изменяемость условного модуля упругой деформации от внешней нагрузки. Зависимость модуля упругой деформации от внутренних напряжений
§ 61. Изменение структуры грунтов при остаточных деформациях. Необратимость остаточных деформаций. Накопление ос точных деформаций при повторных нагрузках. Повышение устойчивости структуры груша. Изменения внутренних напряжений грунта при изменении структуры. Уплотнение грунтов как мера создания устойчивой структуры
§ 62. Модуль деформации грунтов. Совместный учет упругих и остаточных деформаций. Применение принципа линейной деформируемости. Модуль деформаций и его связь с модулем упругой деформации. Коэффициент постели как другое выражение принципа линейной деформируемости. Зависимость модуля деформаций от условий передачи нагрузки
§ 63. Боковой распор грунтов. Зависимость бокового распора грунтов от характера внутренних связей. Боковой распор грунтовой массы. Зависимость бокового распора грунтов от напряжений. Принцип определения коэффициента бокового распора
§ 64. Внутреннее трение и сцепление грунтов. Сопротивление грунтов сдвигу. Внутреннее трение и сцепление. Структурное сцепление и его изменяемость при повторных нагрузках. Сцепление, вызываемое прижимающим действием капиллярного давления. Анализ сопротивления грунта сдвигу
§ 65. Прочность грунтов. Условия прочности грунта. Напряженное состояние грунта с учетом внутренних напряжений. Изменение условий прочности при изменении состояния грунта. Зависимость условий прочности от внешней нагрузки
§ 66. Замедление деформаций сжатия грунта. Гидростатические изменения в грунтовой воде при изменении нагрузки. Перемещение воды в пустотах как явление, определяющее ход деформации грунта. Отставание деформации от роста нагрузок. Гистерезис деформаций сжатия. Изменение сопротивления грунта сдвигу в процессе деформации
§ 67. Пластичность грунтов. Деформации сдвига при изменении формы грунтового массива. Пластическое состояние грунта. Влияние напряжений грунтового скелета на изменяемость формы. Изменение гидростатического состояния грунтовой воды при сдвиге. Механическая схема скользкости грунта. Значение адсорбционных пленок. Стабилизация формы грунтового массива за пределами пластичности. Непластичные грунты
§ 68. Чувствительность грунтов к изменениям физических условий. Гидростатические превращения грунтовой воды при изменениях свободного уровня. Критерии капиллярного состояния воды. Обжатие грунта капиллярным давлением. Значение водоотлива. Температурное поле в грунте. Перемещение грунтовой воды в температурном поле. Значение защемленного воздуха. Явление пучения грунтов. Режим защемленных объемов воздуха в земляных сооружениях
§ 69. Создание в грунтах искусственных связей при технических мелиорациях. Внутренние связи в грунте как фактор образования структуры. Стабилизация трения и сцепления при введении гранулометрических добавок. Изменение количественных показателей адсорбционных явлений при изменении состава раствора. Изменение характера связей при изменении показателей физического слоя. Переход связей в необратимые формы при температурной обработке. Создание нового вида адсорбционных связей при введении органических вяжущих материалов. Образование жестких связей при введении нерастворимых соединений
§ 70. Характеристика грунтов в отношении применимости к ним основных механических схем. Внутренние связи в грунте как показатель применимости механических схем. Комплексный характер связей в природных грунтах. Выделение ведущего вида связей. Учет искусственно созданных связей. Применимость механических схем к основным видам грунтов. Общая применимость некоторых механических схем к инженерному расчету грунтов

Часть 2. ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ГРУНТА В СООРУЖЕНИЯХ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СХЕМ

Глава Х. Поле напряжений грунта как сплошной системы

§ 71. Грунтовый массив как деформируемое полупространство. Применимость понятия о полупространстве к грунтовому массиву. Передача на полупространство нагрузки малой площадью. Характер установившегося напряженного поля. Гипотеза линейной деформируемости как частный случай количественного выражения конечной деформации
§ 72. Напряжения деформируемого полупространства от действия сосредоточенной силы. Зависимость напряжения в точке от глубины и расстояния от точки приложения силы. Определение напряжения методом сечений. Радиальные напряжения. Нормальные напряжения на горизонтальных и вертикальных площадках. Касательные напряжения. Напряжения линейно деформируемого полупространства
§ 73. Характеристика поля напряжений. Значение обобщенных характеристик поля напряжений. Эллипсоиды напряжений в точках. Эпюры нормальных напряжений на горизонтальных плоскостях. Эпюры вертикальных напряжений на круглоцилиндрических поверхностях, равноудаленных от линии действия силы. Поверхности равных напряжений (нормальных и касательных). Линии силового поля. Напряжения в точке приложения силы
§ 74. Концентрация напряжений. Напряженное поле вблизи от точки приложения силы. Характеристика напряженного поля для различных по качеству материалов. Явление концентрации напряжений. Коэффициент концентрации напряжений как показатель качества материала. Концентрация напряжений в грунтах. Влияние состояния грунта. Значение коэффициента концентрации для расчета напряжений в удаленных точках
§ 75. Применение теории поля напряжений к сложным случаям нагрузки. Применение принципа независимости действия сил. Использование линий влияния. Распределенная нагрузка как интеграл элементарных сосредоточенных сил. Напряжение от элементарной сосредоточенной силы. Интегрирование напряжений от элементарной силы в пространственной и плоской задаче. Направления главных напряжений. Суммирование направлений от нескольких видов нагрузки. Подсчет напряжений от сложной нагрузки приближенным суммированием
§ 76. Поле напряжений слоистого полупространства. Деформируемость отдельных слоев полупространства. Значение чередования деформируемых слоев. Передача усилий в менее деформируемый слой через более деформируемый. Передача усилий в более деформируемый слой через менее деформируемый. Напряжения на пограничных поверхностях. Прерывность функции напряжений
§ 77. Учет напряжений от собственного веса грунта. Напряжения грунта от собственного веса. Суммирование напряжений от собственного веса и внешней нагрузки. Распределение суммарных напряжений

Глава XI. Уплотнение грунтов как систем с деформируемым скелетом

§ 78. Деформация сжатия грунтовой массы во времени. Замедление деформаций. Зависимость между деформацией грунта и временем. действия нагрузки. Кривая сжатия. Стабилизированная ордината кривой сжатия как показатель конечной осадки. Влияние капиллярного    давления
§ 79. Значение фильтрационных свойств грунта. Ход процесса сжатия для грунтов с различными фильтрационными свойствами. Определение коэффициента фильтрации по ходу деформации сжатия. Коэффициент времени сжатия. Расчет времени осадки грунтового пласта по коэффициенту времени сжатия
§ 80. Напряжения грунтовой массы в процессе сжатия. Распределение напряжений между системами грунтового скелета и грунтовой воды. Фильтрация воды через грунтовой скелет. Относительный характер движения воды. Сравнение напряжений в точке в любой момент времени. Эпюры напряжений по глубине для данного момента времени. Показатель деформируемости грунта. Приближенное решение уравнения напряжений для заданной функции напряжений. Графическое построение эпюр напряжений для конечных интервалов глубины и времени. Физические аналогии процесса деформации грунтовой массы
§ 81. Влияние слоистости строения грунтовой массы. Сжатие грунтовой массы между фильтрующими слоями. Применение общей схемы к отдельным слоям слоистой системы. Мгновенные эпюры напряжений для слоистых систем. Значение фильтрующих слоев как проводников напряжений скелета. Значение водоупорных слоев как изоляторов напряжений грунтового скелета
§ 82. Ход осадки грунтовой массы во времени. Деформация сжатия грунтовой массы при переменном напряжении грунтового скелета. Деформация элементарного слоя грунта за заданное время. Удельная водоотдача грунтов. Суммирование элементарных осадок по глубине. Степень уплотнения. Определение осадок во времени для заданной функции напряжений
§ 83. Конечная осадка грунтовой массы. Суммирование элементарных осадок по времени. Конечная осадка как результат суммирования для бесконечно большого срока. Вычисление конечной осадки
§ 84. Деформация систем, содержащих газ. Изменение давления защемленного газа в ходе деформации. Особенности процесса сжатия систем, содержащих газ. Упругое сжатие защемленного газа. Изменения состояния газа при изменениях давления. Деформации скелета, связанные с изменением состояния защемленного газа. Перемещение воды при изменении состояния защемленного газа. Деформации, связанные с выходом газа из защемленного состояния

Глава XII. Напряжения грунтов как систем с деформируемым скелетом

§ 85. Гидроемкость грунтового скелета. Напряженное состояние грунтового скелета в точке. Изменения пористости при изменениях главных напряжений. Общее выражение процесса сжатия. Принцип гидроемкости. Учет изменения состояний грунта с помощью принципа гидроемкости
§ 86. Действие гидростатических превращений грунтовой воды. Напряжение грунтовой воды при закончившейся деформации. Изменение напряженного поля при гидростатическом превращении воды. Возникновение гидравлических градиентов. Дополнительная нагрузка скелета капиллярным давлением. Дополнительные осадки и разбухания грунтового скелета
§ 87. Гидродинамические напряжения грунтового скелета. Сопротивление грунтового скелета движению воды. Инерция движущейся воды. Гидродинамическое давление движущейся воды. Влияние качества грунта на величину гидродинамического давления. Значение коэффициента фильтрации. Действие гидродинамического давления при внезапной нагрузке грунта. Значение постепенного возрастания нагрузки. Изменение направления гидродинамического давления введением фильтрующих слоев
§ 88. Действие искусственного уплотнения. Установление нормы уплотнения по величине напряжений. Ускорение осадки искусственным уплотнением. Перегрузка грунта. Передача работы уплотнения повторным действием нагрузки. Движущаяся и ударная нагрузка. Работа уплотнения. Оптимальная и наибольшая влажность уплотнения
§ 89. Формирование грунтов в отложениях. Начальная пористость грунта в отложениях. Действие собственного веса. Напряжения скелета при формировании отложений. Осадка отложений в процессе формирования

Глава XIII. Статистическая прочность грунтов в сооружениях

§ 90. Деформация грунта при загрузке, малой площадью. Ограниченность бокового расширения. Деформация сжатия и сдвига. Стадии деформации грунта при загрузке малой площадью. Статистический характер деформаций. Статистическое суммирование деформации сжатия и сдвига. Общее уравнение деформации грунта. Трансформация уравнения деформации в сопутствующие прямые
§ 91. Учёт начальных напряжений. Природа начальных напряжений. Определение начальных напряжений по кривой деформации. Изменение начальных напряжений и деформируемости при изменении состояния грунта
§ 92. Предельное напряжение. Нарушение прочности грунта при деформации. Значение предельного напряжения по кривой деформации
§ 93. Предел прочности грунта на вдавливание («несущая способность»). Критическая деформация. Назначение критической деформации для различных случаев применения грунта. Сопротивление грунта при критической деформации. «Несущая способность» грунтов. Разрушающие напряжения
§ 94. Влияние площади передачи нагрузки. Напряжения бокового распора как причина возникновения деформации сдвига. Изменение напряжений предельного равновесия при изменении площади передачи нагрузки. Смещение точки перелома на кривой деформаций. Кривая сжатия как частный случай кривой деформаций. Вдавливание в грунт штампа малой площади
§ 94. Влияние физического режима грунта. Начальные напряжения как показатель Физического состояния грунта. Влияние начальных напряжений на величину предельных напряжений. Зависимость несущей способности грунта от влажности. Несущая способность грунта при стабильном физическом режиме
§ 96. Пластические деформации грунта. Вероятность возникновения пластической деформации. Определение границ зон пластической деформации. Разрушающие напряжения. Критическая краевая нагрузка. Назначение допускаемых напряжений
§ 97. Испытание грунтов пробными нагрузками. Прочность грунтов с ненарушенной структурой. Испытание грунтов в шурфах и буровых скважинах. Диаграммы деформаций грунтов естественного залегания. Испытание грунтов в готовых котлованах. Уточнение расчетных данных по результатам пробных нагрузок

Глава XIV. Напряжения грунта при кратковременных нагрузках

§ 98. Мгновенное напорное поле. Гидростатическое давление грунтовой воды в момент приложения нагрузки. Мгновенный характер гидростатического давления. Граничные условия. Функция мгновенного напорного поля
§ 99. Напряжения и деформации скелета в мгновенном напорном поле. Гидростатическое давление мгновенного напорного поля на грунтовый скелет. Гидродинамическое давление в момент возникновения напорного поля. Элементарный гидродинамический процесс. Влияние продолжительности элементарного процесса. Восстановление равновесия при снятии нагрузки
§ 100. Нарушение структуры скелета при многократных нагрузках. Остаточный эффект элементарного гидродинамического процесса. Накопление остаточного эффекта при многократных нагрузках. Накопление воды в зонах растягивающих напряжений. Переход грунта в плывунное состояние под действием многократных нагрузок. Влияние размеров площади, передающей нагрузку
§ 101. Влияние непроницаемых перегородок. Дополнительное граничное условие функции напорного поля вблизи водонепроницаемой перегородки. Новый вид функции напорного поля. Применение теории зеркальных изображений к учету влияния вертикальных непроницаемых перегородок

Глава XV. Устойчивость структуры грунтов

§ 102. Устойчивые и неустойчивые структуры грунтов. Деформируемость жесткого и нежесткого скелета. Равновесное состояние скелета. Устойчивость равновесного состояния. Форма неустойчивого равновесия грунтового скелета. Вероятность формы равновесия
§ 103. Критическая пористость. Прочность неустойчивой структуры. Перенапряжение грунтов. Изменение структуры грунтов при переходе грунтового скелета в более устойчивую форму равновесия. Изменение пористости в процессе изменения формы равновесия. Критическое значение пористости
§ 104. Деформации недоуплотненных грунтов. Неустойчивость структуры недоуплотненных грунтов. Переход через критическую    пористость без перемены знака напряжения. Уплотнение грунтов за критическую пористость. Структура переуплотненных грунтов. Знакопеременный переход через критическую пористость
§ 105. Самопроизвольные осадки грунтов. Внезапность перехода к более устойчивым формам равновесия. Стабилизация структуры и повышение прочности при осадках неуплотненных грунтов. Разрыхление переуплотненных грунтов как условие самопроизвольных осадок. Ослабление прочности при мгновенном нарушении структуры. Катастрофический характер самопроизвольных осадок