Механика грунтов

Все без исключения сооружения объектов нефтя­ной и газовой промышленности располагаются: на естественной поверхности грунта, ниже поверхности, т.е. заглубляются в грунт, в насыпях, на насыпях, устраиваемых для размещения каких-либо сооружений.

Во всех случаях грунтовые основания являются средой, несущей и воспринимающей нагрузки или воздействия от сооружений в целом или отдельных их элементов. И уверенность в том, что соору­жение будет работать весь расчетный период эксплуатации, может быть лишь при условии обеспечения прочности и устойчивости грунтовой среды (или массы). Сколько бы прочными не были со­оружения и элементы нефтегазовых объектов возникновение так называемых деформаций грунтов, не учтенных при проектировании и строительстве, аварийные ситуации становятся неизбежными.

Грунт основания сооружения с начала строительства и весь рас­четный срок эксплуатации находится в сложном взаимодействии с этим сооружением или его элементами.

Все внешние нагрузки передаются на грунт через специальные конструкции, называемые фундаментами различного вида, и в свою очередь, сооружения испытывают реактивное воздействие грунта. Для того чтобы представить себе как характер этих взаимодействий, так и их физические и механические значения, необходимо знание как, основных свойств грунтов, так и законов изменения этих свойств под воздействием различных факторов.

Механика грунтов является научной дисциплиной и практическим руководством, по­зволяющим решать все задачи, неизбежно возникающие при проек­тировании и строительстве объектов нефтяной и газовой промыш­ленности.

Механика грунтов, как научная дисциплина, имеет сравнительно небольшую историю. Весь опыт строительства до оформления науч­ных основ механики грунтов основывался на прецедентном принци­пе: что-то было построено раньше, не разрушилось, не опрокину­лось — значит можно строить аналогичное сооружение. Если раз­рушилось, то делали соответствующий вывод: строить в таких усло­виях и так — нельзя. Опыт накапливался по крупицам и был дос­тоянием строителей, архитекторов, механиков, т.е. людей, которые имели возможность изучить опыт предшественников в области строительства самых разнообразных сооружений на грунтовых ос­нованиях. Но уже в далекие времена были специалисты более узко­го строительного профиля. Так появились специалисты по проекти­рованию и строительству жилых и административных зданий на и в грунтах, речных и морских портов, насыпных Дамб, каналов, тонне­лей, шахт и т.д. Зачастую секреты, которыми обладали те или иные компании, берегли очень тщательно, что позволяло им быть посто­янно востребованными в каком-то узком строительном направлении. При этом, если у этих компаний и были какие-нибудь расчетные зависимости поведения грунтов под воздействием внешних нагру­зок, то они не разглашались. Первой открытой публикацией, устанавливающей зависимость напряженного состояния грунта от воздействия внутренних сил, была работа К. Кулона (1773 г.). Эта работа до 1885 г. была, пожа­луй, единственной, которая давала возможность решать задачи устойчивости откосов и определять давление грунта на подпорные стенки. В 1885 г. была опубликована работа Ж. Буссинеска «О рас­пределении напряжений в упругой почве от сосредоточенной силы». Именно эти две работы и можно считать основанием прекрасной инженерной науки «Механика грунтов», дальнейшее развитие кото­рой продолжается до сих пор.