Чеботарев Г.П. Механика грунтов, основания и земляные сооружения.
Пер. с англ. Изд. 2

Oglavlenie

Predislovie avtora

Eta kniga bila napisana na osnove zapisej lektsij, prochitannikh avtorom v Prinstonskom universitete, nachinaya s 1937 g., kogda v uchebnij plan poslednego goda obucheniya studentov na inzhenerno-stroitel'nom fakul'tete universiteta bil vklyuchen kurs mekhaniki gruntov. Dlya lits, uzhe okonchivshikh universitet, avtor nachal chitat' lektsii neskol'kimi godami pozzhe.

V svoej rabote avtor iskhodil iz sleduyuschikh printsipov. Kazhdij inzhener-stroitel' v svoej prakticheskoj deyatel'nosti dolzhen bit' gotov k vstreche s voprosami, imeyuschimi otnoshenie k problemam inzhenernogo gruntovedeniya i fundamentostroeniya. Pri etom uslovii on obyazan bit' znakomim khotya bi s osnovami etikh distsiplin. Vmeste s tem, pristupaya k izucheniyu svojstv gruntov, sleduet prezhde vsego schitat'sya s tem, chto oni s nekotorikh vazhnikh tochek zreniya zametno otlichayutsya ot drugikh materialov, s kotorimi prikhoditsya imet' delo inzheneru-stroitelyu. Eto obstoyatel'stvo vinuzhdaet ispol'zovat' pri izuchenii svojstv gruntov v znachitel'noj mere inoj podkhod k voprosu. Prochnostnie i deformatsionnie kharakteristiki gruntov, a takzhe drugie stroitel'nie pokazateli, kharakterizuyuschie ikh svojstva, ne yavlyayutsya dlya dannogo grunta postoyannimi. Oni mogut suschestvenno izmenyat'sya vo vremeni i pod vliyaniem prinyatogo metoda stroitel'nogo proizvodstva. Analiz napryazhennogo sostoyaniya gruntovoj tolschi gorazdo bolee slozhen, chem primenitel'no k drugim stroitel'nim konstruktsiyam. Poetomu strogie resheniya zadach, svyazannikh s gruntami, zachastuyu baziruyutsya na krajne uproschayuschikh dopuscheniyakh i otsyuda vo mnogikh sluchayakh ponevole okazivayutsya tol'ko priblizhennimi. I, naprotiv, eksperimental'nij podkhod, vklyuchayuschij polevie nablyudeniya za povedeniem real'nikh sooruzhenij, neredko pri podobnikh usloviyakh priobretaet reshayuschee znachenie. Chasto na osnove poluchennikh novikh dannikh v ranee prinyatie teorii vnosyatsya izmeneniya ili oni dazhe polnost'yu otvergayutsya. Nakoplenie dannikh nablyudenij za sooruzheniyami neredko okazivaetsya zatrudnitel'nim, i v nastoyaschee vremya mi raspolagaem esche nedostatochnim ikh chislom. Vot pochemu do sego vremeni sokhranyaetsya nekotoraya terpimost' vo vzglyadakh na ispol'zovanie v nadlezhaschikh sluchayakh suschestvuyuschikh teorij. Pri etom uslovii nel'zya nedootsenivat' v rabotakh, svyazannikh s primeneniem v stroitel'stve gruntov i fundamentostroeniem, vazhnoj roli tvorcheskogo nachala. Priznanie takoj roli yavlyaetsya neobkhodimim dlya ponimaniya sovremennogo sostoyaniya etoj oblasti znanij, a takzhe putej i metodov podkhoda k resheniyu svyazannikh s nej zadach, yavlyayuschikhsya suschestvennimi dlya ee dal'nejshego razvitiya. Dlya plodotvornogo razvitiya mekhaniki gruntov neobkhodimo tesnoe sotrudnichestvo mezhdu inzhenerami-stroitelyami vsekh spetsial'nostej.

Eti usloviya privodyat k vivodu, chto nachal'noe oznakomlenie s teoreticheskim apparatom mekhaniki gruntov dolzhno bit' tesno svyazano s kratkim izlozheniem nadlezhaschikh prakticheskikh svedenij po proektirovaniyu i stroitel'stvu fundamentov, a takzhe zemlyanikh sooruzhenij. Avtor priderzhivalsya etogo printsipa pri napisanii knigi, prednaznachennoj dlya ispol'zovaniya ee studentami starshikh kursov, aspirantami i v kachestve obschego rukovodstva dlya spravochnikh tselej.

Za poslednee dvadtsatipyatiletie nablyudalsya isklyuchitel'no bistrij progress nashikh znanij, svyazannikh s izucheniem stroitel'nikh svojstv gruntov. V svete novikh poluempiricheskikh metodov, uvyazivayuschikh dannie naturnikh nablyudenij i laboratornikh ispitanij s teoreticheskim analizom, okazalis' nesostoyatel'nimi mnogie osveschennie vremenem kontseptsii. Na mnogie yavleniya voznikli printsipial'no novie vzglyadi. Bol'shinstvo iz nikh uspeshno viderzhali proverku s neodnokratnim kontrolem v naturnikh usloviyakh. Trebovanie inzhenerov-praktikov v napravlenii neobkhodimosti uskorennoj razrabotki novikh uproschennikh rukovodyaschikh printsipov samo po sebe ponyatno. Odnako pri suschestvuyuschem poka polozhenii, kogda mnogie dazhe osnovnie voprosi ostayutsya esche daleko ne polnost'yu razrabotannimi, takoe trebovanie privelo k prezhdevremennomu prinyatiyu nekotorimi organizatsiyami ryada obobschenij, kotorie pozzhe okazalis' neopravdannimi. Takoe polozhenie sozdalos' v ryade spetsial'nikh oblastej, imeyuschikh vazhnoe prakticheskoe znachenie, naprimer, v voprosakh, svyazannikh s otsenkoj vozmozhnogo vliyaniya strukturnoj prochnosti razlichnikh vidov glinistikh gruntov na ikh svojstva pri narushenii strukturi; o vliyanii deformatsii polzuchesti glinistikh gruntov na ikh soprotivlenie sdvigu i na velichinu razvivaemogo imi bokovogo davleniya grunta; o velichine sobstvennoj chastoti kolebaniya gruntov, podvergnutikh vibratsii, i, nakonets, o vozmozhnoj roli tak nazivaemogo "arochnogo effekta" v velichine bokovogo davleniya peskov.

Dlya dal'nejshego razvitiya inzhenernogo gruntovedeniya neobkhodimo neprerivnoe prodolzhenie takogo protsessa peresmotra i pereotsenki prinyatikh polozhenij. S etoj tsel'yu yavlyaetsya predpochtitel'noj konstruktivnaya kriticheskaya pozitsiya. Vmeste s tem, chtobi bit' effektivnoj, ona dolzhna sochetat'sya s glubokim znaniem fakticheskikh osnov, na kotorikh stroyatsya nashi sovremennie predstavleniya v rassmatrivaemoj oblasti znaniya.

Poetomu znachitel'noe mesto v etoj knige otvoditsya svedeniyam po imevshim mesto avariyam sooruzhenij, polevim nablyudeniyam i prochim eksperimental'nim dannim. Delaetsya udarenie na znachenie vidvinutikh gipotez i dannikh, proverennikh faktami. Na primerakh pokazivaetsya vazhnost' ponimaniya inzhenerami-stroitelyami roli v stroitel'noj praktike smezhnikh geotekhnicheskikh distsiplin, osobenno geologii i fiziki gruntov.

Podcherkivaetsya vliyanie na usloviya prakticheskogo ispol'zovaniya vivodov inzhenernogo gruntovedeniya v razlichnikh stranakh s neodinakovimi geologicheskimi, klimaticheskimi i ekonomicheskimi usloviyami. Vsyakij raz, kogda eto predstavlyalos' vozmozhnim, teoreticheskie polozheniya v knige izlagalis' iskhodya iz nachal'nikh predstavlenij v bolee izvestnom dlya amerikanskikh inzhenerov napravlenii ikh razvitiya. Tak, naprimer, uravneniya tak nazivaemoj "klassicheskoj" teorii davleniya grunta vmesto ob'yasneniya ikh iskhodya iz rassmotreniya napryazhennogo sostoyaniya vivodyatsya, kak eto delaetsya v bol'shinstve uchebnikov po soprotivleniyu materialov dlya studentov starshikh kursov, pri rassmotrenii ponyatiya o glavnikh napryazheniyakh iz uslovij ravnovesiya elementarnoj prizmi. Daetsya otsenka granits vozmozhnogo prakticheskogo ispol'zovaniya tekh ili inikh teorij i tochek zreniya, osobenno esli nekotorie iz nikh protivorechat drug drugu.

Shirokij krug voprosov, rassmatrivaemikh v knige, privel k neobkhodimosti privedeniya mnogikh ssilok na drugie raboti i ves'ma szhatomu izlozheniyu materiala, chto otchasti kompensiruetsya bol'shim chislom illyustratsij. S toj zhe tsel'yu v knige privoditsya ryad prakticheskikh primerov i zadach s ikh chislovim resheniem. Povtorenie materiala, izlozhennogo v shiroko ispol'zuemikh uchebnikakh po drugim predmetam, v knige izbegaetsya. V chastnosti, metodi opredeleniya razmerov i neobkhodimogo armirovaniya zhelezobetonnikh fundamentov i podpornikh stenok ne rassmatrivayutsya.

Sovremennoe sostoyanie nashikh znanij v oblasti stroitel'nikh svojstv grunta yavlyaetsya rezul'tatom raboti mnozhestva lyudej iz razlichnikh stran vsego mira. Avtor staralsya vo vsekh sluchayakh v tekste knigi otdat' dolzhnoe pioneram v etoj oblasti, a takzhe ikh posledovatelyam.

Avtor priznaet tsennost' opita, priobretennogo na beregakh Nila v period provedeniya im issledovanij po porucheniyu egipetskogo pravitel'stva (1929–1936 gg.) i blagodarya isklyuchitel'no blagopriyatnim vozmozhnostyam dlya dal'nejshikh issledovanij, sozdavshimsya dlya nego v Prinstonskom universitete v svyazi s zadaniyami v oblasti prikladnoj mekhaniki gruntov sluzhbi tekhnicheskogo razvitiya Upravleniya grazhdanskoj aviatsii (1943–1946 gg.) i osobenno Glavnogo inzhenerno-stroitel'nogo upravleniya VMS SShA (1943–1949 gg.), a takzhe otdela gruntovedeniya Nauchno-issledovatel'skogo upravleniya VMS v Vashingtone, okrug Kolumbiya. Ves'ma vazhnie dannie, kasayuschiesya nablyudenij za velichinoj bokovogo davleniya grunta v viemkakh podkhoda k podvodnomu rotterdamskomu tunnelyu, stali dostupnimi avtoru blagodarya lyubeznosti m-ra I.P. van Bruggena, glavnogo upravlyayuschego obschestvennikh rabot (Rotterdam, Niderlandi). Bol'shoe kolichestvo materialov, ispol'zovannikh v dannoj knige, pocherpnuto avtorom iz ego chastnoj praktiki v kachestve konsul'tanta. Avtor schitaet svoim dolgom prinesti osobuyu blagodarnost' kompanii "Spenser, Uajt i Prentis, Ink." iz g.N'yu-Jorka, kotoraya ne tol'ko predostavila dannie, nakoplennie im v period raboti v kompanii konsul'tantom, no i peredala, pomimo etogo, tsennie, do sikh por neopublikovannie svedeniya. Avtor visoko tsenit svoe sotrudnichestvo v issledovatel'skoj rabote s kompaniej "Spreg end Khenvud, Ink." iz g.Skrenton, sht. Pensil'vaniya, a takzhe tu pomosch', kotoraya bila emu okazana etoj kompaniej v podgotovke ryada illyustratsij dlya knigi.

Avtor virazhaet blagodarnost' dekanu Kennetu X. Konditu za predostavlenie fondov Prinstonskoj inzhenernoj shkoli na perepechatku rukopisi etoj knigi, U.Mek Engesu, vitse-admiralu inzhenerno-stroitel'noj sluzhbi VMS SShA v otstavke, prezidentu prinstonskogo otdela grazhdanskogo stroitel'stva za prosmotr vsej rukopisi i mnozhestvo sdelannikh im tsennikh predlozhenij i zamechanij, a takzhe ego kollege d-ru Khensu F.Uinterkornu za prosmotr chasti rukopisi (glavi 3 i 11), posvyaschennoj izlozheniyu nekotorikh polozhenij fiziki ukrepleniya gruntov, a takzhe Yasumaru Ishii za prochtenie rukopisi v tselom i ukazanie v nej nekotorikh mest s nedostatochno yasnim izlozheniem. Rukopis' bila perepechatana missis U.Brikli.

Predislovie redaktora

Predlagaemij vnimaniyu chitatelej s nekotorimi sokrascheniyami perevod s anglijskogo knigi G.Chebotareva, professora inzhenerno-stroitel'nogo fakul'teta Prinstonskogo universiteta (SShA) vipolnen s IX ee izdaniya.

Uzhe odno eto obstoyatel'stvo svidetel'stvuet o vse vozrastayuschem znachenii polozhenij mekhaniki gruntov kak nauchnoj i prikladnoj distsiplini v stroitel'noj praktike. Po suschestvu, v nastoyaschee vremya ni odno skol'ko-nibud' krupnoe inzhenernoe sooruzhenie, v toj ili inoj mere svyazannoe s gruntami, ne mozhet bit' sproektirovano i vozvedeno bez ucheta spetsial'nikh polozhenij, vidvinutikh mekhanikoj gruntov.

K sozhaleniyu, do sego vremeni mnogie inzheneri-stroiteli, v osobennosti bolee rannikh vipuskov, esche nedostatochno vladeyut apparatom mekhaniki gruntov. Nastoyaschaya kniga G.Chebotareva mozhet okazat'sya osobenno poleznoj dlya tekh spetsialistov, kotorie khoteli bi rasshirit' i uglubit' po ryadu prichin svoi poznaniya v rassmatrivaemoj oblasti.

Net somneniya, chto mekhanika gruntov s ee teoreticheskoj i eksperimental'noj bazoj predstavlyaet soboj vo mnogikh otnosheniyakh dostatochno slozhnuyu dlya izucheniya distsiplinu. Pri etom uslovii yasnost' i dostupnost' izlozheniya materiala v knige bez vsyakogo snizheniya ego nauchnogo urovnya delaet ee osobenno tsennoj dlya inzhenerov, rabotayuschikh v prakticheskoj oblasti. Vmeste s tem mnogie iz rukovodstv po mekhanike gruntov, izdannie za poslednie godi v ryade stran, nosyat po izlozheniyu pomeschennogo v nikh materiala v izvestnoj mere formal'nij kharakter. Ot podobnogo roda izdanij kniga G.Chebotareva otlichaetsya samim polozhitel'nim obrazom.

Sleduet otmetit', chto avtor knigi G.Chebotarev, buduchi krupnim issledovatelem v oblasti mekhaniki gruntov, yavlyaetsya prezhde vsego inzhenerom s bol'shoj stroitel'noj praktikoj. On znaet, chto mozhno trebovat' i ozhidat' ot mekhaniki gruntov, a takzhe, gde i kak primenyat' chasto isklyuchitel'no vazhnie vivodi mekhaniki gruntov pri razreshenii zadach, neredko voznikayuschikh v praktike stroitel'stva. Avtor sumel nadlezhaschim obrazom otrazit' eto v svoem izlozhenii materiala. V etom osobaya tsennost' knigi.

Drugoj isklyuchitel'noj osobennost'yu knigi yavlyaetsya ee bol'shaya inzhenernaya ubeditel'nost'. Operiruya v knige bol'shim chislom primerov, pocherpnutikh iz stroitel'noj praktiki i svyazannikh so vsyakogo roda nepoladkami i dazhe avariyami sooruzhenij, avtor ubeditel'no podcherkivaet prakticheskuyu znachimost' tekh ili inikh polozhenij, vidvigaemikh mekhanikoj gruntov, i opasnost' ikh nedoucheta pri proektirovanii i vozvedenii sooruzhenij razlichnogo naznacheniya.

Osoboe vnimanie avtor udelyaet v knige raznoobraznim podpornim ograzhdayuschim sooruzheniyam. V etoj oblasti, svyazannoj s izucheniem voprosa o davlenii grunta, avtor yavlyaetsya odnim iz krupnejshikh spetsialistov. Pri etom uslovii mnogie iz polozhenij, vidvigaemikh avtorom primenitel'no k podobnogo roda sooruzheniyam, priobretayut osobuyu tsennost' tem bolee, chto oni baziruyutsya, pomimo vsego prochego, na dannikh sobstvennikh issledovanij avtora i, chto, mozhet bit', osobenno vazhno, – na dannikh nablyudenij za rabotoj takikh sooruzhenij, pocherpnutikh iz shirokoj lichnoj praktiki avtora kak inzhenera i konsul'tanta.

Otdavaya dolzhnoe bol'shomu znacheniyu mekhaniki gruntov kak nauchnoj i prikladnoj distsiplini, avtor vmeste s tem ne skrivaet mnogikh prisuschikh dannoj distsipline na sovremennom etape ee razvitiya nedostatkov. Svyazannie s etim viskazivaniya avtora mogut predstavit' znachitel'nij interes dlya nauchnikh rabotnikov, zanyatikh issledovaniyami v rassmatrivaemoj oblasti.

Osobenno podkupaet v knige ob'ektivnij podkhod avtora k izlozheniyu gipotez i teorij, vidvinutikh v razlichnoe vremya drugimi avtorami, i vmeste s tem predprinyatij im smelij peresmotr ustarevshikh teorij. Nel'zya ne soglasit'sya s avtorom i vidvigaemimi im polozheniyami ob isklyuchitel'nom znachenii v reshenii zadach mekhaniki gruntov tvorcheskogo k nim podkhoda i isklyuchitel'noj roli dlya ee dal'nejshego razvitiya polevikh nablyudenij za rabotoj real'nikh sooruzhenij.

Privedennoe v knige bol'shoe kolichestvo chislennikh primerov, k tomu zhe umelo vibrannikh i sostavlennikh, yavitsya bezuslovno tsennim podspor'em pri oznakomlenii so vklyuchennim v nee materialom.

Net somneniya, chto kniga G.Chebotareva poluchit sootvetstvuyuschie priznanie i otsenku sredi sovetskikh spetsialistov pokazhetsya ves'ma poleznoj dlya samogo shirokogo kruga inzhenerov, rabotayuschikh v oblasti stroitel'stva.

About the author