Цытович Н.А. Механика грунтов:
Полный курс. Изд. стереотип.

---

Предисловие (к четвертому изданию)				3
Введение				11
Глава I. Природа грунтов				27
§ 1. Процесс образования грунтов				27
Физическое и химическое выветривание				27
Виды грунтовых отложений				28
Значение физико-географической среды				30
§ 2. Составные элементы грунтов				32
Некоторые замечания				32
Твердые минеральные частицы				33
Вода в грунтах, ее виды и свойства				38
Газообразная фаза в грунтах				42
§ 3. Взаимодействия в дисперсной части грунтов				44
Электромолекулярные силы в грунтах				44
Гидратные оболочки частиц (лиосфера)				45
Значение ионного обмена в грунтах				49
Влияние электролитов				50
§ 4. Формирование структуры природных грунтов				51
Основные понятия				51
Виды структуры и текстуры грунтов				52
Структурные связи в грунтах				56
§ 5. Физические свойства и классификационные показатели грунтов				58
Некоторые общие определения				58
Коэффициент пористости				62
Коэффициент водонасыщенности				63
Классификационные показатели грунтов				68
Упрощенная гранулометрическая классификация грунтов				68
Плотность сыпучих грунтов				70
Консистенция связных глинистых грунтов				73
§ 6. Особенности физических свойств структурно-неустойчивых грунтов				76
Об устойчивости структуры грунтов				76
Свойства илистых грунтов				79
Лессовые просадочные грунты				82
Физические свойства мерзлых грунтов				90
Глава II. Основные закономерности механики грунтов				105
§ 1. Понятие о законах пористости				105
Общие замечания				105
Законы пористости				106
§2. Сжимаемость грунтов. Закон уплотнения				110
Физические представления				110
Зависимость между влажностью и давлением в грунтовой массе				113
Зависимость между давлением и коэффициентам пористости				118
Компрессионные кривые и их анализ				122
Закон уплотнения				133
Коэффициент бокового давления				135
Общий случай компрессионной зависимости. Гидроемкость грунтовой массы				137
Определение капиллярного давления				139
Понятие «давление связности»				144
§ 3. Водопроницаемость грунтов. Закон фильтрации				145
Условие водопроницаемости грунтов				145
Закон фильтрации				146
О начальном градиенте в глинистых грунтах				149
Влияние водопроницаемости на скорость сжатия				152
Эффективные и нейтральные давления в водонасыщенных грунтах				156
§ 4. Трение в грунтах. Предельное сопротивление сдвигу. Закон Кулона				158
Значение вопроса				158
Понятие о трении и скольжении в грунтах				160
Испытание грунтов на сдвиг при прямом срезе				162
Предельное сопротивление сдвигу сыпучих и связных грунтов. Закон Кулона				168
Различные случаи диаграмм предельных напряжений при сдвиге				174
Испытание грунтов на сдвиг при простом и трехосном сжатии				177
Октаэдрическая теория прочности				185
Иные методы определения сопротивления связных грунтов сдвигу				187
О выборе расчетных характеристик сопротивления грунтов сдвигу				193
§ 5. Деформируемость грунтов как дискретных тел. Принцип линейной деформируемости				199
Некоторые замечания				199
Общий случай зависимости между деформациями и напряжениями				200
Принцип линейной деформируемости грунтов				203
Глава III. Определение напряжений в грунтах				206
§ 1. Основные положения				206
§ 2. Распределение напряжений в случае пространственной задачи				208
Основная задача — действие сосредоточенной силы				208
Действие равномерно распределенной нагрузки				221
Определение сжимающих напряжений по методу угловых точек				222
Способ элементарного суммирования				236
§ 3. Распределение напряжений в случае плоской задачи				238
Общий случай				238
Равномерно распределенная нагрузка				242
Другие виды нагрузок				247
§ 4. Контактная задача теории линейно-деформируемого полупространства				253
Распределение контактных давлений под жестким фундаментом в случае пространственной задачи				253
Распределение контактных давлений под жесткими ленточными фундаментами (плоская задача)				260
Распределение контактных давлений по подошве сооружений конечной жесткости				263
§ 5. Влияние неоднородности и анизотропии на распределение напряжений в грунтах				272
Некоторые общие замечания				272
Распределение напряжений в слое грунта ограниченной толщины на несжимаемом основании				273
Определение реактивных давлений по подошве круглых и ленточных фундаментов на слое грунта ограниченной толщины				278
Распределение давлений в двухслойном основании				285
Влияние анизотропии грунтов на распределение в них напряжений				287
Распределение напряжений от собственного веса грунта				295
§ 6. Экспериментальные данные о распределении напряжений в грунтах				297
Вопросы (методики исследований				298
Приложения оптического метода				303
Результаты непосредственного определения распределения давлений в грунтах				306
Опытные данные о распределении контактных давлений				309
Некоторые выводы				316
Глава IV. Вопросы прочности, устойчивости и давления грунтов на ограждения				317
§ 1. Некоторые общие зависимости				317
Вводные замечания				317
Фазы напряженного состояния грунтов				318
Угол наибольшего отклонения и его значение				327
Условие предельного равновесия для сыпучих и связных грунтов				330
Дифференциальные уравнения предельного равновесия грунтов в общем случае напряженного состояния				333
§ 2. Условия прочности и несущая способность грунтов				338
Начальная критическая нагрузка на грунт				339
Предельная нагрузка для сыпучих и связных грунтов				343
§ 3. Об устойчивости массивов грунта				359
Общая характеристика условий устойчивости				359
Элементарные задачи				365
Строгие решения теории предельного равновесия грунтов				370
Приближенные графические методы определения устойчивости массивов грунтов				375
О мерах борьбы с оползнями				386
§ 4. Теория давления грунтов на ограждения				388
Основные понятия				388
Определение давления грунтов на подпорные стенки при допущении плоских поверхностей скольжения				395
Определение давления грунтов на подпорные стенки по строгим методам теории предельного равновесия				409
Графические методы определения давления грунтов на подпорные стенки				413
Давление грунтов на другие виды ограждений				422
Давление грунтов в горных выработках				427
§ 5. Сравнение теоретических данных с результатами непосредственных измерений				435
Глава V. Деформации грунтов				449
Значение вопроса				449
§ 1. Виды деформаций грунтов и причины, их обусловливающие				452
Виды деформаций грунтов				452
Влияние способа загружения и граничных условий				454
§ 2. Упругие деформации грунтов				460
Общая характеристика расчетных методов определения упругих деформаций грунтов				460
Метод общих упругих деформаций				463
Метод местных упругих деформаций				471
Методы, учитывающие общие и местные деформации				473
Модули деформируемости грунтов				476
О распределении и затухании упругих колебаний в грунтах				488
Изменение свойств грунтов при вибрациях				492
§ 3. Одномерная задача теории уплотнения грунтов				498
Физические предпосылки и принятые допущения				498
Основная задача — осадка слоя грунта при сплошной нагрузке				503
Дифференциальное уравнение фильтрационной теории уплотнения грунтов				503
Различные случаи уплотняющих давлений				513
Деформации грунтов при набухании				518
Уплотнение и набухание грунтов при переменной нагрузке				523
Влияние вторичной консолидации на процесс протекания осадок водонасыщенных грунтов				527
§ 4. Плоская и пространственная задачи фильтрационной теории уплотнения грунтов				532
Дифференциальные уравнения плоской и пространственной задач теории уплотнения грунтов				532
Начальные и граничные условия				533
Некоторые решения плоской и пространственной задач теории уплотнения грунтов				536
Осесимметричная задача теории уплотнения водонасыщенных грунтов				544
Влияние предыстории загружения и начального избыточного поро				544
вого давления воды на величину осадок уплотнения грунтов				549
Об учете начального градиента напора при расчете уплотнения твердых глинистых грунтов				552
§ 5. Расчет осадок фундаментов				557
Общие указания				557
Непосредственное применение одномерной задачи				560
Метод послойного элементарного суммирования				561
Применение результатов замкнутых или табулированных решений теории линейно-деформируемых тел				569
Расчет осадок фундаментов по методу эквивалентного слоя грунта				571
§ 6. Сравнение расчетных осадок фундаментов с действительными				609
Постановка наблюдений за осадками сооружений				609
Результаты наблюдений и их анализ				611
Литература				633

---

Со времени выхода в свет предыдущего, третьего издания настоящей книги прошло около 12 лет. Третье издание широко использовалось не только в учебных целях, но и в практике проектирования и строительства как отечественной, так и зарубежной (книга была переведена и несколько раз издавалась на китайском, польском, румынском, чешском и венгерском языках, отдельные разделы издавались на немецком и английском языках). Все это побудило автора отнестись к четвертому изданию книги с еще большим вниманием и не пожалеть сил, чтобы улучшить содержание книги и дать в ней новейший, наиболее актуальный материал, опубликованный как в отдельных монографиях виднейших ученых и инженеров, работающих в области механики грунтов, так и в трудах последних международных конгрессов по механике грунтов (1953 г. в Женеве, 1957 г. в Лондоне и в 1961 г. в Париже, где автор принимал участие, а также в трудах региональных конференций [в Брюсселе (Бельгия), Колорадо (США), Индии и СССР], посвященных отдельным вопросам механики грунтов.

В книге освещены только важнейшие вопросы механики грунтов, представляющие практический и теоретический интерес для отечественного строительства, причем механика грунтов излагается как особая отрасль науки.

Советская школа механики грунтов на базе материалистической диалектики, позволившей более широко подойти к изучению грунтов как природных тел и учесть ряд новых обстоятельств, ранее ускользавших из поля зрения исследователей (например, природу сил сцепления грунтов; структурные связи грунтов, разрушающиеся и одновременно вновь возникающие, но в другом виде; переменность характеристик механических свойств грунтов; региональные особенности отдельных видов грунтов, зависящие от условий физико-географической среды, и т. п.), за последние десятилетия обогатилась рядом новых решений и разработок, которые уже в настоящее время полностью используются на практике.

Для советской школы механики грунтов характерно следующее.

1. Грунты рассматриваются как естественно-исторические образования — рыхлые горные породы со всеми присущими им природными особенностями, свойства которых в большей или меньшей степени беспрерывно изменяются под влиянием внешних воздействий.

2. Раскрытие общих закономерностей механики грунтов как механики природных дисперсных тел базируется на применении не только зависимостей собственно строительной механики, но и физико-химии, коллоидной химии, теории пластичности, теории ползучести и других смежных дисциплин.

3. Решения задач механики грунтов основываются на разработке строгих методов, хотя и математически сложных, но позволяющих при помощи электронных счетно-вычислительных машин получать табулированные решения с одновременным развитием инженерных методов расчета и в том числе метода расчетных эквивалентов.

4. На базе общих закономерностей грунтов как рыхлых горных пород (дисперсных тел) изучаются региональные особенности для переуплотненных глин, набухающих, илистых, вечно-мерзлых, торфянистых и других грунтов.

5. Постоянный контроль и установление пределов применимости получаемых решений путем сравнения результатов расчета с наблюдениями в натуре. Совершенствование решений на основе более строгого учета граничных условий и изучения все новых и новых особенностей грунтов, открываемых при углубленном исследовании их природы.

В настоящем издании книга состоит из пяти больших глав. Глава I посвящена природе грунтов, где особое внимание обращено на взаимодействие дисперсной части грунтов с водной средой и формирование структурных связей в грунтах. В главе II описываются основные закономерности механики грунтов, где по-новому изложен ряд разделов и, особенно, раздел о сопротивлении грунтов сдвигу, как об основном их прочностном показателе. В главе III «Определение напряжений в грунтах» добавлено рассмотрение напряжений в массивах грунта при действии горизонтальных сил и выделена в особый параграф контактная задача теории линейно-деформируемых тел, как имеющая большое значение в расчетной практике. В главе IV излагаются вопросы прочности, устойчивости и давления грунтов на ограждения, как частные случаи общей строгой теории предельного напряженного состояния грунтов, разработанной советскими учеными. В главе V «Деформации грунтов» изложены не только современные методы оценки упругих, общих и остаточных деформаций грунтов, но рассматриваются и методы прогноза осадок сооружений, а также оценка их достоверности.

В настоящем издании книги раздел «Указания по исследованию грунтов» не выделен в отдельную главу, но вопросы исследования грунтов попутно изложены в тех местах, где описываются те или иные свойства грунтов и их показатели.

Систематическое изложение механики грунтов базируется преимущественно на работах отечественных ученых (Н. М. Герсеванова, В. В. Соколовского, В. А. Флорина, П. А. Ребиндера, М. И. ГорбуноваПосадова, В. Г. Березанцева и многих других, включая и работы автора); отражены и работы виднейших зарубежных ученых (Терцаги, Како, Керизеля, Тейлора, Скемптона, Тан Тьонгки, Чеботарева, Хоу, Кезди и др.).

Однако охватить в настоящем труде огромное количество технической литературы, изданной за последнее время, характеризующееся бурным развитием науки механики грунтов, конечно, не представилось возможным. Поэтому автором и не ставилась цель исчерпать обширнейшие литературные и ведомственные материалы по исследованию грунтов, а кратко осветить лишь то основное, что относится к механике грунтов и ее приложениям в практике изысканий и строительства.

Основное внимание при написании книги уделено систематичности и четкости изложения отдельных вопросов механики грунтов, ясности трактовки тех или иных задач с тем, чтобы сделать книгу доступной наиболее широкому кругу специалистов.

В книге приняты (за малым исключением) обозначения Международного общества механики грунтов и фундаменто-строения с индексами, в большинстве случаев соответствующими русскому названию тех или иных понятий.

Автор выражает глубокую признательность специалистам, опубликовавшим подробные рецензии на предыдущее издание книги (их замечания учтены при подготовке настоящего издания), и всем лицам, любезно указавшим на желательность тех или иных усовершенствований, добавлений или более глубокого освещения некоторых вопросов и устранения отдельных недостатков, а также сотрудникам кафедры механики грунтов, оснований и фундаментов Московского инженерно-строительного института им. В. В. Куйбышева, обсуждавшим в процессе педагогической работы методику изложения того или иного раздела механики грунтов, и преподавателю кафедры канд. техн. наук В. И. Ферронскому, помогавшему автору в оформлении части чертежей к настоящему изданию книги.

---