Контрольная работа - Механика грунтов - файл n1.doc. Механика грунтов контрольная работа

Механика грунтов готовая

Министерство образования и науки Российской Федерации

Томский государственный

архитектурно-строительный университет

Заочный факультет

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

«МЕХАНИКА ГРУНТОВ»

Выполнил: студент группы 622Б-006 Жигалов Владимир Сергеевич

Проверил: __________________________________________________ ­

г. Томск

2016

Оценка грунтовых условий площадки строительства №6

Требуется: оценить грунтовые условия строительной площадки, на которой предполагается возведение жилого дома с подвалом.

Исходные данные: схемы выработок грунта (план) и геологические колонки скважин, данные о физико-механических характеристиках и показателях грунтов.

Решение: в соответствии с классификацией крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов определяем наименование и разновидность дисперсных грунтов, слагающих площадку.

Инженерно-геологический элемент №1:

1. устанавливаем наименование грунта по исходным данным. Т.к. WL=0 и WP=0 и содержание частиц крупнее 2 мм (2%) менее 25 %, наименование грунта – песок.

2. устанавливаем разновидности грунта по гранулометрическому составу, коэффициенту пористости е и коэффициенту водонасыщения Sr

по гранулометрическому составу определяем крупность песка по содержанию зерен (частиц):

d>2 мм 0+2=2% < 25 %

d>0,5 мм 0+2+5+15=22% < 50 %

d>0,25 мм 0+2+5+15+25=47% < 50 %

d>0,1 мм 0+2+5+15+25+20=67% < 75 %

Т.к. содержание частиц d>0,1 мм менее 75 %, следовательно, грунт – песок пылеватый.

По коэффициенту пористости е:

 =   g = 18,3 / 10 = 1,83 г/см3

s = s  g = 26,6 / 10 = 2,66 г/см3

=г/см3

= 0,67

по таблице 2.2 методических указаний устанавливаем, что песок – средней плотности.

,

Где - плотность воды, равная 1 г/см3.

Следовательно, песок средней степени водонасыщения (влажный).

3. Грунт находится выше уровня подземных вод, поэтому удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды не определяем.

4. Вычисляем табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R0 для песчаных грунтов. По табл. 3.1 методических указаний находим, что R0=200 кПа.

5. Определяем модуль деформации грунта Е:

Е=

a

Вывод по ИГЭ-1: рассматриваемый грунт – песок пылеватый, средней плотности, средней степени водонасыщения, с табличным значением R0 = 200 кПа и модулем деформации грунта Е=7,27 Мпа. По предварительной оценке данный грунт может служить естественным основанием.

Инженерно-геологический элемент №2:

1. устанавливаем наименование грунта по исходным данным. Т.к. WL≠0 и WP≠0, грунт глинистый.

2. Разновидность глинистого грунта определяем по числу пластичности IP и по показателю текучести IL.

IP=WL-WP=0,19 - 0,12=0,07% (7%),

Следовательно, грунт – супесь.

IL=

Следовательно, супесь пластичная (табл.2.6)

3. Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, обладает ли он набухающими или просадочными свойствами. Для этого определяем следующие характеристики:

 =   g = 19 / 10 = 1,9 г/см3

s = s  g = 26,8/ 10 = 2,68 г/см3

=г/см3

= 0,62

,

Где - плотность воды, равная 1 г/см3.

Так как , то по предварительной оценке данный грунт является просадочным.

Так как коэффициент просадочности Iss = - 0,068<0,3, то грунт по предварительной оценке является ненабухающим.

4. Грунт находится выше уровня подземных вод, поэтому удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды не определяем.

5. Вычисляем табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R0 для песчаных грунтов. По табл. 3.1 методических указаний находим, что R0=300 кПа.

6. Определяем модуль деформации грунта Е:

Е=

Вывод по ИГЭ-2: рассматриваемый грунт – супесь пластичная просадочная, ненабухающая с табличным значением расчетного сопротивления грунта основания R0=252 кПа и модулем деформации грунта Е=9,99 Мпа. По предварительной оценке грунт может служить естественным основанием.

Инженерно-геологический элемент №3:

1. устанавливаем наименование грунта по исходным данным. Т.к. WL=0 и WP=0 и содержание частиц крупнее 2 мм (0%) менее 25 %, наименование грунта – песок.

2. устанавливаем разновидности грунта по гранулометрическому составу, коэффициенту пористости е и коэффициенту водонасыщения Sr

по гранулометрическому составу определяем крупность песка по содержанию зерен (частиц):

d>2 мм 0+0=0% < 25 %

d>0,5 мм 0+0+0+2=2% < 50 %

d>0,25 мм 0+0+0+2+9=11% < 50 %

d>0,1 мм 0+0+0+2+9+76=87% > 75 %

Т.к. содержание частиц d>0,1 мм более 75 %, следовательно, грунт – песок гравелистый

По коэффициенту пористости е:

 =   g = 20 / 10 = 2,0 г/см3

s = s  g = 26,6 / 10 = 2,66 г/см3

=г/см3

= 0,67

по таблице 2.2 методических указаний устанавливаем, что песок – средней плотности.

По коэффициенту водонасыщения Sr:

,

Где - плотность воды, равная 1 г/см3.

Следовательно, песок, насыщенный водой.

3. Грунт находится ниже уровня подземных вод, поэтому определяем удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды.

sw = s − w/ 1+e=26,6−10/1+0,67=9,94 кн/м3

4. Вычисляем табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R0 для песчаных грунтов. По табл. 3.1 методических указаний находим, что R0= кПа.

5. Определяем модуль деформации грунта Е:

Е=

Вывод по ИГЭ-3: рассматриваемый грунт – песок гравелистый, средней плотности, насыщенный водой, с табличным значением R0 = 600 кПа и модулем деформации грунта Е=17,65 Мпа. По предварительной оценке данный грунт может служить естественным основанием.

Инженерно-геологический элемент №4:

1. устанавливаем наименование грунта по исходным данным. Т.к. WL≠0 и WP≠0, грунт глинистый.

2. Разновидность глинистого грунта определяем по числу пластичности IP и по показателю текучести IL.

IP=WL-WP=0,41 - 0,23=0,18% (18%),

Следовательно, грунт – глина.

IL=

Следовательно, глина полутвердая (табл.2.6)

3. Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, обладает ли он набухающими или просадочными свойствами. Для этого определяем следующие характеристики:

 =   g = 20 / 10 = 2,0 г/см3

s = s  g = 27,4/ 10 = 2,74 г/см3

=г/см3

= 0,75

,

Где - плотность воды, равная 1 г/см3.

Так как , то по предварительной оценке данный грунт является непросадочным.

Так как коэффициент просадочности Iss = 0,21<0,3, то грунт по предварительной оценке является ненабухающим.

1. Грунт находится ниже уровня подземных вод, поэтому определяем удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды.

sw = s − w/ 1+e=27,4−10/1+0,75=9,94 кн/м3

4. Вычисляем табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R0 для песчаных грунтов. По табл. 3.1 методических указаний находим, что R0= кПа.

5. Определяем модуль деформации грунта Е:

Е=

Вывод по ИГЭ-4: рассматриваемый грунт глина полутвердая непросадочная, ненабухающая с табличным значением расчетного сопротивления грунта основания R0=272 кПа и модулем деформации грунта Е=10,45 Мпа. По предварительной оценке грунт может служить естественным основанием.

Инженерно-геологический элемент №5:

1. устанавливаем наименование грунта по исходным данным. Т.к. WL≠0 и WP≠0, грунт глинистый.

2. Разновидность глинистого грунта определяем по числу пластичности IP и по показателю текучести IL.

IP=WL-WP=0,20 - 0,13=0,07% (7%),

Следовательно, грунт – супесь.

IL=

Следовательно, глина тугопластичная (табл.2.6)

3. Поскольку грунт глинистый, необходимо установить, обладает ли он набухающими или просадочными свойствами. Для этого определяем следующие характеристики:

 =   g = 21,7 / 10 = 2,17 г/см3

s = s  g = 26,7/ 10 = 2,67 г/см3

=г/см3

= 0,43

,

Где - плотность воды, равная 1 г/см3.

Так как , то по предварительной оценке данный грунт является непросадочным.

Так как коэффициент просадочности Iss = 0,07<0,3, то грунт по предварительной оценке является ненабухающим.

4. Грунт находится ниже уровня подземных вод и является водоупором, поэтому удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды не определяем.

5. Вычисляем табличное значение расчетного сопротивления грунта основания R0 для песчаных грунтов. По табл. 3.1 методических указаний находим, что R0= кПа.

6. Определяем модуль деформации грунта Е:

Е=

Вывод по ИГЭ-5: рассматриваемый грунт глина тугопластичная, непросадочная, ненабухающая с табличным значением расчетного сопротивления грунта основания R0= 300 кПа и модулем деформации грунта Е=13,95 Мпа. По предварительной оценке грунт может служить естественным основанием.

Физико-механические свойства грунтов строительной площадки

Таблица №1

Список используемой литературы:

1. Оценка грунтовых условий площадки строительства для проектирования фундаментов здания: методические указания / А.И. Полищук, Е.Ю. Пчелинцева. - 

2. Проектирование оснований и фундаментов мелкого заложения для зданий: методические указания / сост. А.И. Полищук, В.С. Угринский. – Томск: Изд-во Том. гос.  архит.-строит. ун-та, 2010. – 36 с.

3. Фундаменты промышленного здания: задания и методические указания к курсовому проекту/Сост. А.А. Лобанов, С.В. Батишева. – Томск: Изд-во Том. гос.  архит.-строит. ун-та, 2008. – 43 с.

4. СНиП 2.02.01–83* Основания зданий и сооружений/ Издание официальное Гос. ком. России по делам строительства. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 48 с.

5. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01–83) / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. – М.: Стройиздат, 1986. –413 с.

studfiles.net

Контрольная работа - По механике грунтов

n1.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Инженерно-строительный институт (ИСИ)

Кафедра «Инженерная геология, основания и фундаменты»Контрольная работа по дисциплине

«Механика грунтов»

Вариант 9

Выполнил: студентка ЭУHз – 08 – 09

Молотова Зинаида Ивановна

Принял: Нестеров Андрей Сергеевич

Омск 2011

Задача 1К поверхности массива грунта приложена сосредоточенная сила Р = 100 кН.

Определить значения вертикальных нормальных напряжений ?z, возникающих в точках массива грунта по горизонтальной оси, расположенной на глубине z =1,5 м и пересекающей линию действия сосредоточенной силы Р = 100 кН, а также по вертикальной оси, удалённой на расстояние r= 2,0 м от этой силы. Построить эпюры этих напряжений.Решение:

Определяем напряжения, возникающие в точках грунтового массива по горизонтальной оси, при z =1,5 м. Задаёмся различными значениями r, м (0; 1; 2; 3; 4; 5), находим по [1, табл. 2] коэффициент К. Вертикальные нормальные напряжения, действующие по горизонтальным площадкам, возникающие в массиве грунта от сосредоточенной силы Р, вычисляем по формуле Буссинеска

Полученные результаты заносим в табл. 1.

По результатам расчёта ?z строим эпюру (рис.1).

Аналогично определяем напряжения, возникающие в точках грунтового массива по вертикальной оси, удалённой на расстояние r = 2,0 м от силы Р. Результаты расчёта сводим в табл. 2 и строим эпюру напряжений (рис. 2).

Основание двухслойное: слой 1 - песок мелкий, слой 2 - суглинок тугопластичный.

Исходные данные: глубина заложения h = 2,0 м; длина фундамента l = 6,0 м; ширина фундамента b = 5,0 м; вертикальная нагрузка на уровне подошвы фундамента Р = 10000 кН; удельный вес первого слоя ?1 = 18,8 кН/м3; плотности частиц грунта первого и второго слоёв ?s1 = 2,50 т/м3 и ?s2 = 2,60 т/м3; коэффициенты пористости е1 = 0,60 и е2 = 0,60; модули общей деформации Е1 = 22,0 МПа и Е2 = 17,5 МПа; мощность первого слоя грунта Н1 = 2,2 м и расстояние от поверхности до уровня подземных вод hw = 3,0 м.Решение:

Определяем природное давление на глубинах h, hw, Hl, (h+3b) (табл. 3).

При определении ?zn ниже УПВ учитываем взвешивающее действие воды. Удельный вес песка и суглинка во взвешенном состоянии:

?В1 = g(ps1 – pw)/(1+e) = 9,81(2,50-1)/(1+0,60) = 9,2кН/м3;

?В2 =9,81(2,60-1)/(1+0,60) = 9,81кН/м3.

Определяем напряжение по подошве фундамента, влияющее на его осадку:

,

где А – площадь подошвы фундамента, А = lb = 6,0·5,0 = 30,0 м2;

кПа

Находим отношение

? = l/b = 6,0/5,0 = 1.2.

По формуле

?z = ?0·?ос

вычисляем напряжения ?z, принимая различные значения ? [1, табл. 6]. Коэффициент ?0 находим путем линейной интерполяции данных этой таблицы между значениями ? = 1,1 и ? = 1,3. Результаты вычислений заносим в табл. 4.

Находим нижнюю границу сжимаемой толщи (НГСТ) графическим путем (рис. 3).

Напряжения на этой границе ?z = 20,29 кПа. Мощность сжимаемой толщи

hс = 0,6∙16+0,4 = 10 м.

Вычисляем осадку фундамента:

S = 0.8?(?Ihi/Ei) = 0.8[1/23000∙0.6(0.5∙327.47 + 0.4∙318.55)] + [1/17500∙[0.6(0.6∙318.55 + 279.17 + 226.2 + 177.98 + 139.58 + 110.44 + 91.28 + 72.13 + 61.07 + 50.02 + 43.23 + 36.43 + 32.39 + 28.35 + 24.32 + 0.5∙21.91) + 0.5∙0.4(21.91 + 20.29)] = 0.05 м = 4,97 см.Задача 3Построить эпюры активного и пассивного давления грунта на гладкую (угол трения грунта о стенку равен нулю) подпорную стенку по методу Кулона. Грунт за стенкой и в основании глинистый.

Исходные данные: высота стенки Н = 6 м, заглубление h = 2,0 м, ширина стенки b = 3,4 м, удельный вес грунта ? = 18,8 м, угол внутреннего трения ? = 25о, сцепление пылевато-глинистого грунта с = 22 кПа.Решение:

Определяем значение интенсивности активного давления грунта на уровне подошвы стенки без учета его сцепления:

Сила активного действия грунта без учета сцепления грунта составит

F?? = 0,5p??H = 0,5?h3?? = 0,5∙18,8∙62∙0,406 = 137,39кН.

Составляющая активного давления за счет сцепления грунта

Полное значение интенсивности активного давления фунта на уровне подошвы стенки

р? = р?? - р?с = 45,8 – 28,16 = 17,64 кПа.

Высота, а пределах которой фактически не возникает активного давления связного грунта,

Высота результирующей эпюры активного давления грунта

Нр = Н – h0 = 6 – 3,69 = 2,31м.

Результирующая сила активного давления связного гpyнтa

Точка приложения силы Fa от подошвы стенки находится на расстоянии

l? = Hp/3 = 2,31/3 = 0,77 м.

Находим составляющую интенсивности пассивного давления на уровне подошвы стенки за счёт трения

Составляющая интенсивности пассивного давления за счет сцепления

Полное значение интенсивности пассивного давления на уровне подошвы стенки

рп = рп? + рпс = 92,5 + 34,51= 127,01 кПа.

Полная сила пассивного давления

Fn = 0.5(рп? + 2рпс)h = 0.5(92,5+ 2·34,51)2 = 161,52кН.

Точка приложения силы от подошвы стенки находится на расстоянии

Задача 4Определить краевую критическую нагрузку на грунт и предел пропорциональности грунта в основании фундамента мелкого заложения.

Исходные данные: глубина заложения фундамента, h = 1,5 м; ширина подошвы фундамента b = 3,1 м; удельный вес грунта ? = 19,3 кН/м3; сцепление грунта с = 20 кПа; угол внутреннего трения грунта ? = 21о.Решение:

Угол ? в радианах: ? = 21?/180 = 0,366; ctg? =2,61.

Pкр = ?(?h + c·ctg?)/(ctg?-?/2 + ?) + ?h = ?(19,3·1,5 + 20·2,61)/(2,61 - ?/2 + 21) + 19,3·1,5 = 3,14(28,95+52,2)/22,04+28,95= 40,51 кПа.

рпц = ?(?h + 0,25?b + c·ctg?)/(ctg?-?/2 + ?) + ?h = 3,14(19,3·1,5 + 0,25·19,3·3,1+20·2,61)/(2,61-3,14/2+21)+19,3·1,5= 42,64 кПа.Задача 5Для тех же условий, что и в задаче 4, найти интенсивность предельного давления на грунт для гибкого сооружения, используя решения Прандтля-Новоторцева и Соколовского.

Нагрузку считать приложенной вертикально. Сделать сравнение полученных результатов в задачах 4 и 5 между собой.Решение:

Находим предельное давление для тех же исходных данных, что и в примере решения задачи 4. Вычисляем коэффициенты NquN0:

Nq = ехр(?tg?)tg2(?/4 + ?/2) = ехр(?tg21o)tg2(?/4 + 21°/2) = 7,07

Nc = ctg?[ехр(?tg?)tg2(?/4 + ?/2) – 1] = сtg21o[ехр(?tg21o)tg2(?/4 + 21°/2) – 1] =15,84.

Вычисляем предельное давление по решению Соколовского:

рпр = Nq?h + Ncc = 7,07·19,3·1,5 + 15,84·20 = 521,48кПа.

Давление в крайней точке со стороны действия пригрузки будет таким же, как и в решении Прандтля-Новоторцева:

рпр.c = Nq?h + Ncc = 521,48 кПа.

По табл. 11 [1] для ? = 21o, интерполируя линейно, получим N? =3,912. Давление в крайней точке при x = b = 3,1 м составит

pпр.b= рпр.с + N??b = 521,48 + 3,912·19,3·3,1 = 755,53кПа.

Среднее давление в пределах ширины b = 3.2 м составят

pпр.с= 0,5(рпр.с + рпр.b) = 0.5(521,48 +755,53) = 638,505кПа.

Сопоставим значения в кПа; pкр = 40,51; рпц =42,64; рпр =521,48; рпр.с =638,505. По данным примеров решения задач 4 и 5 имеем 40,51

nashaucheba.ru

Контрольная работа по механике грунтов

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный

Архитектурно-строительный университет»

Кафедра геотехники

Контрольная работа

по механике грунтов

Выполнил студент

группы 8-П-III Принял преподаватель

Дерендяев Александр Викентьевич

Санкт-Петербург

2008

Исходные данные.

Номер варианта геологических условий - 3

Место строительства: г. Петрозаводск

Номера грунтов: 15, 1, 4

По прил. 2: 15 – песок пылеватый, 1 – глина, 4 – суглинок.

Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий.

1. Определение недостающих характеристик физико-механических свойств грунтов:

Песок пылеватый:

а) плотность скелета

=1,94/(1+0,26)=1,54 г/см3

Так, как удельный вес грунта:

=19 кН/м3, р==19/9,8=1,94 г/см3

б) коэффициент пористости е

= (2,7-1,54)/1,54=0,75

где плотность частиц грунта:

=26,5/9,8=2,7 г/см3

е находится в пределах 0,6 – 0,8; поэтому делаем вывод, что песок средней плотности.

в) пористость n

=0,75/(1+0,75)=0,43

г) полная влагоемкость wsat

=0,75*1,0/2,7=0,28

где рw=1,0 г/см3 – плотность воды

д) степень влажности Sr

=0,26/0,28=0,93

Sr находится в пределах 0,9 – 0,95; делаем вывод, что песок влажный

е) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

кН/м3

ж) коэффициент относительной сжимаемости mv

,

Е=17000кПа

β0=0,83 показывает, что песок средней сжимаемости

=0,83/17000=0,049 МПа-1

Глина:

а) плотность скелета

=1,86/(1+0,39)=1,34 г/см3

=18,2 кН/м3, р==18,2/9,8=1,86 г/см3

б) коэффициент пористости е

= (2,74-1,86)/1,86=0,47

=26,9/9,8=2,74 г/см3

в) пористость n

=0,47/(1+0,47)=0,32

г) полная влагоемкость wsat

=0,47*1,0/2,74=0,17

д) степень влажности Sr

=0,39/0,17=2,29

По степени влажности – глина водонасыщенная.

е) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

кН/м3

ж) число пластичности Ip

=0,50-0,30=0,20

Ip=20%

и) показатель текучести IL

=(0,39-0,30)/0,20=0,45

По показателю текучести – глина тугопластичная.

к) коэффициент относительной сжимаемости mv

Е=7500кПа

По коэффициенту относительной сжимаемости – глина средней сжимаемости.

=0,62/7500=0,083 МПа-1

Суглинок:

а) плотность скелета

=2,19/(1+0,15)=1,91 г/см3

=21,5 кН/м3, р==21,5/9,8=2,19 г/см3

б) коэффициент пористости е

= (2,70-1,91)/1,91=0,414

=26,5/9,8=2,70 г/см3

в) пористость n

=0,414/(1+0,414)=0,29

г) полная влагоемкость wsat

=0,414*1,0/2,70=0,15

д) степень влажности Sr

=0,15/0,15=1,0

По степени влажности – суглинок водонасыщенный.

е) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды

кН/м3

ж) число пластичности Ip

=0,24-0,11=0,13

Ip=13%

и) показатель текучести IL

=(0,15-0,11)/0,13=0,31

По показателю текучести – суглинок тугопластичный.

к) коэффициент относительной сжимаемости mv

Е=22000кПа

По коэффициенту относительной сжимаемости – суглинок средней сжимаемости.

=0,62/22000=0,028 МПа-1Определение расчетного сопротивления грунта основания по несущей способности:

Нормативная глубина промерзания - 138 см, 1,38 м. dfn=1,38 м.

Принимаем глубину заложения фундамента df=1,8 м > dfn

γс1 – коэффициент условий работы; γс1=1,2 для суглинка, γс1=1,1 для глины, супеси, γс1=1,25 для песка пылеватого.

γс2 – коэффициент условий работы; γс2=1,0

k=1,0 – коэффициент

Мγ=1,15 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=30 (песок пылеватый)

Мq=5,59 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=30 (песок пылеватый)

Мc=7,95 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=30 (песок пылеватый)

Мγ=0,36 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=16 (глина)

Мq=2,43 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=16 (глина)

Мc=4,99 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=16 (глина)

Мγ=0,72 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=24 (суглинок)

Мq=3,87 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=24 (суглинок)

Мc=6,45 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=24 (суглинок)

kz=1,0 – коэффициент при ширине подошвы фундамента

b=3м – ширина подошвы фундамента

γII – осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих под подошвой фундамента;

γII1=γII2=16,3 кН/м3

γII3=γII4=15,5кН/м3

γII5=γII6=18,3кН/м3

d – глубина заложения фундамента

d=1,3 м

d=3,5 м

d=6,5 м

d=10,5 м

γ’II1=16,3 кН/м3

γ’II2=11,5 кН/м3

γ’II3=15,3 кН/м3

γ’II4=14,8 кН/м3

γ’II5=12,0 кН/м3

γ’II6=14,4 кН/м3

сII– расчетное сцепление грунта, залегающего под подошвой фундамента;

сII= - (для песка пылеватого)

сII=22 (для глины)

сII=20 (для суглинка)

Выводы:

На данной строительной площадке можно построить выбранный обект строительства (силосный корпус).

Из разрезов по скважинам видно, что слои располагаются неравномерно. Мощность песка пылеватого уменьшается от скважины №4 к скважине №5, а мощность суглинка наоборот увеличивается в этом направлении. Мощность слоя глины примерно одинакова на протяжении всех скважин, однако меняется глубина ее залегания: у скважины №1 она составляет примерно 5 метров, а у скважины №3 – около 1 метра.

По результатам инженерно-геологических условий выяснилось, что самый слабый слой грунта – второй слой (глина), поэтому фундамент можно располагать в верхнем слое (песок пылеватый), либо использовать свайный фундамент, чтобы концы свай находились в третьем слое (суглинок).

Все виды грунтов получились средней сжимаемости. Но так как нижележащий слой наиболее слабый (глина), то могут образовываться неравномерные осадки основания фундамента, если его расположить в первом слое. Целесообразно располагать фундамент в первом слое в левой части от скважины №2 (см. план).

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

Определяем дополнительное вертикальное давление под подошвой фундамента:

Разбив элементарную толщу основания на элементарные слои hi, находим вертикальные природные напряжения на границах слоев и дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки.

Результаты расчета сведены в таблицу:

Принимаем мощность сжимаемого слоя Нс=7,0 м.

Определение несущей способности основания.

СНиП 2.02.01-83 рекомендует определять вертикальную составляющую предельной силы, действующей на основание, сложенное нескальными грунтами в стабилизированном состоянии, по формуле:

mognovse.ru

Контрольная работа - Механика грунтов

n1.doc

Южно-Уральский государственный университет

Заочный инженерно-экономический факультет

Кафедра СКиИСКонтрольная работа №1

по дисциплине «Механика грунтов»

Вариант

Выполнил: Проверил:

Челябинск

2010

Содержание

1. Исходные данные…………………………………………………............................ 3
2. Оценка грунтов и грунтовой обстановки………………………………………….. 4
3. Определение активного давления грунта…………………………………………. 6

и от нагрузки на поверхности………………………………………………….. 6

3.2. Графический способ определения активного давления на подпорную

стену от грунта и от нагрузки на поверхности……………………………….. 8

3.3. Сравнение значений максимальных давлений, полученных аналитически

и графически, и выбор оптимального значения ……………………… 11

4. Расчет подпорной стены по первой группе предельных состояний……………. 12

4.1. Расчет на сдвиг по подошве и по ломаным поверхностям скольжения….. 12

4.1.1. Расчет на сдвиг по подошве…………………………………………….. 12

4.1.2. Расчет на сдвиг при угле наклона плоскости сдвига к горизонтали

……………………………………………………13

4.1.3. Расчет на сдвиг при угле наклона плоскости сдвига к горизонтали

……………………………………………………………….. 14

4.2. Расчет грунтового основания под подошвой подпорной стены по

несущей способности………………………………………………………….. 15

5. Расчет подпорной стены по второй группе предельных состояний…………….18

5.1. Расчет грунтового основания под подошвой подпорной стены

по деформациям……………………………………………………………….. 18

6. Анализ работы подпорной стены…………………………………………………. 22

Литература………………………………………………………………………….. 23

1. Исходные данные

Рис.1

Нормативные характеристики грунта: тип грунта – 6, номер столбца – 8.

– плотность частиц грунта;

– плотность грунта;

– влажность;

– влажность на границе раскатывания;

– влажность на границе текучести;

;

– модуль общей деформации;

– коэффициент Пуассона;

– угол внутреннего трения;

– удельное сцепление.

2. Оценка грунтов и грунтовой обстановки

глина

2. Консистенция по индексу текучести:

мягкопластичная

3. Плотность сложения по коэффициенту пористости:

4. Водонасыщенность грунта по степени влажности:

где – плотность воды.

влажная

5. Предварительная оценка просадочности и набухания грунта:

5.1. просадочная

5.2. ненабухающаяВывод: глина мягкопластичная с коэффициентом пористости e=1,3; влажная,

ненабухающая, просадочная при замачивании.

Характеристики грунтов

Таблица 1

Нормативные и расчётные значения		Характеристики
Нормативные (исходные данные для грунтов, приведённые в приложении 1)		?, кН/м3	с, кН/м2	, град
		?n = ?g = 16,0 g = 10 м/с2	сn = 46	= 14°
Расчётные значения характеристик для грунта основания ненарушенного сложения
При расчёте по 1ому предельному состоянию	?I = 1,05 ?n = 16,8		= сn/1,5 = 30,7	= /1,5=12,2
При расчёте по 2ому предельному состоянию	?II = 1,05?n= 16,8		= сn = 46	= =14
Расчётные значения характеристик для грунта нарушенного сложения
При расчёте по 1ому предельному состоянию	= 0,95 ?I = =15,96		= 0,5=15,35	= 0,9=10,98
При расчёте по 2ому предельному состоянию	= 0,95 ?II = =15,96		= 0,5=23	= 0,9=12,6

3. Определение активного давления грунта3.1. Аналитическое определение давления на подпорную стену от грунта и от нагрузки на поверхности

Собственный вес грунта над консолями стены при

(при длине стены 1п.м.):

Собственный вес бетонной стены при

Горизонтальная и вертикальная составляющие активного давления связного грунта на глубине от поверхности засыпки определяются по формулам:

,

Значение определяется по формуле:

Давление связности

Коэффициент активного давления грунта при

Коэффициент К:

Расчетные горизонтальная и вертикальная составляющие активного давления на подошве стены при z=H=6м с учетом

Равнодействующие горизонтального и вертикального активного давления грунта:

где

Отсюда:

Расчетные горизонтальная и вертикальная составляющие активного давления от нагрузки на поверхности с учетом

Равнодействующие горизонтального и вертикального давлений от нагрузки на поверхности:

Рис. 2. К определению активного давления на подпорную стену от грунта и от нагрузки на поверхности 3.2. Графический способ определения активного давления на подпорную стену от грунта и от нагрузки на поверхности

Вес призмы грунта для произвольного угла наклона плоскости призмы обрушения к горизонту при и :

Равнодействующая нагрузки на поверхности:

Величина активного давления :

Составим таблицу 2 для определения в зависимости от угла , для промежутка .Таблица 2

250	616,22	128,7	744,92	182,53
300	497,57	103,92	601,49	201,67
350	410,24	85,68	495,92	212,95
400	342,44	71,52	413,96	219,03
450	287,28	60	347,28	221,25
500	241,03	50,34	291,37	220,1
550	201,1	42	243,1	215,93
600	165,76	34,62	200,38	208,59
650	133,87	27,96	161,83	197,75
700	104,57	21,84	126,41	182,41
750	76,99	16,08	93,07	160,31
800	50,56	10,56	61,12	128,11
850	24,99	5,22	30,21	79,38
900	0	0	0	0

Максимальное активное значение имеет место при

Горизонтальная составляющая максимального активного давления:

Вертикальная составляющая:

Рис. 3. Векторное представление графического метода

3.3. Сравнение значений максимальных давлений, полученных аналитически и графически, и выбор оптимального значения

Сравним значение с суммарным значением (без учета сцепления) и , подсчитанными аналитически.

где с учетом

Тогда

Графическое значение , меньше на 32% аналитического значения

Подсчитанные графически значения активного давления получены без учета сил сцепления грунта. Значения давления от сил сцепления нужно взять из аналитического расчета:

Равнодействующая этого давления от сил сцепления:

Тогда графическое значение горизонтальной составляющей максимального активного давления с учетом сил сцепления грунта:

Аналитическое значение той же составляющей:

Т.к. дальнейшие расчеты производим на основе результатов аналитического расчета, как более опасного.4. Расчет подпорной стены по первой группе предельных состояний4.1. Расчет на сдвиг по подошве и по ломаным поверхностям скольжения

Расчет производим по трем возможным вариантам положения плоскости сдвига к горизонтали при следующих значениях углов:

, , .

Исходя из условия: .

4.1.1. Расчет на сдвиг по подошве

Сумма сдвигающих сил:

Расчетное горизонтальное пассивное давление грунта на глубине с учетом (для упрощения и в запас прочности примем:

Коэффициент горизонтального пассивного давления :

,

тогда .

Равнодействующая пассивного давления:

Сумма проекций всех расчетных сил на вертикальную ось:

Угол наклона подошвы стены к горизонту Под подошвой стены находится грунт ненарушенной структуры, для которого и .

Сумма расчетных удерживающих сил (учитывая, что ):

Проверяем условие при и (СНиП [3] п.2.58; стена –сооружение III класса):

Условие не выполняется.4.1.2. Расчет на сдвиг при угле наклона плоскости сдвига к горизонтали

Сумма сдвигающих сил та же:

Расчетное горизонтальное пассивное давление грунта определяем на глубине с учетом . При этом учтем, что на глубине находится грунт ненарушенной структуры, для которого

.

Тогда

Сумма проекций всех расчетных сил на вертикаль та же:

Угол наклона подошвы стены к горизонту

Сумма расчетных удерживающих сил с учетом веса грунта под подошвой стены:

Расчетный вес грунта с учетом :

Тогда

Проверяем условие при и :

Условие не выполняется.4.1.3. Расчет на сдвиг при угле наклона плоскости сдвига к горизонтали

Сумма сдвигающих сил та же:

Расчетное горизонтальное пассивное давление грунта определяем на глубине с учетом :

Тогда

Сумма проекций всех расчетных сил на вертикаль та же:

Угол наклона подошвы стены к горизонту

Сумма расчетных удерживающих сил с учетом веса грунта под подошвой стены:

Расчетный вес грунта с учетом :

Тогда

Проверяем условие при и :

Условие не выполняется.

Рис.4. К расчету подпорной стены на сдвиг4.2. Расчет грунтового основания под подошвой подпорной стены по несущей способности.

Расчет производим исходя из условия:

Сумма вертикальных расчетных сил: .

Сумма проекций всех расчетных сил на горизонтальную ось при :

Для определения вертикальной составляющей силы предельного сопротивления грунта должно выполняться условие:

Условие не выполняется следует производить расчет стены на сдвиг по подошве (п.4.1.1).5. Расчет подпорной стены по второй группе предельных состояний5.1. Расчет грунтового основания под подошвой подпорной стены по деформациям

Расчет оснований по деформациям производится из условия:

,

где – совместная деформация (осадка) основания и сооружения;

– предельное значение совместной деформации основания и сооружения по СНиП [3].

Для внецентренно нагруженных подпорных стен расчёт по деформациям основания можно не выполнять, если выполняется условие:

При расчетах по второй группе предельных состояний коэффициент надежности по нагрузке

Расчетное сопротивление грунта определяется по формуле 7, с учетом

таблиц 3 и 4, п. 2.41 СНиП [3]:

,

где

т.к. ширина подошвы b=3м

т.к. ширина подвала B>20м.

По табл.3 СНиП [3] находим

; ; .

По табл.4 СНиП [3] при находим

.

Для вычисления давления под подошвой стены необходимо определить составляющие давления грунта на стену при характеристиках грунта для расчета по второй группе:

Коэффициент активного давления грунта при

Коэффициент К:

Значения и находим по формулам:

,

При высоте стены

тогда

,

При :

Вес грунта, действующий на стену, при и из п.3.1:

,

Вес стены:

Общий вес грунта и общий вес стены:

При ширине подошвы и погонной длине стены площадь подошвы стены

Момент сопротивления площади подошвы относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести подошвы:

Давления под подошвой стены определяются по формулам:

Проверяем условие:

Условие выполняется.

Рис.6. К расчету основания под подошвой подпорной стены по деформациям6. Анализ работы подпорной стеныУсловия расчета по первой группе предельных состояний подпорной стены на сдвиг не выполняются. Следовательно, может произойти сдвиг стены в плоскости подошвы или глубинный сдвиг.

Поэтому для обеспечения надежной работы стены необходимо принять какие-либо меры из ниже перечисленных:

1. Уменьшить активное давление с помощью устройства анкеров, разгрузочной плиты и разгрузочных площадок, или изменения наклона тыльной грани стены.

2. Увеличить пассивное давление с помощью устройства зуба под подошвой стены.

3. Увеличить силу трения под подошвой и силы сопротивления сдвигу и опрокидыванию с помощью удлинения внутренней консоли (для увеличения действующего на нее веса грунта), с помощью устройства песчаной, гравийной или щебенистой подушки под подошвой.

Условия расчетов грунтового основания под подошвой стены по несущей способности и по деформациям выполняются.

Литература1. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – М.: Стойиздат, 1981.

2. Визоргина М.В. Физико-механические свойства грунтов: Учебное пособие к лабораторным работам / Под ред. Э.Л. Толмачева. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2003.

3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. – М..: Госстрой, 1985.

4. Трегулов Г.В. Расчет подпорных стен: Учебное пособие для самостоятельной работы. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2002.

5. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М., Стойиздат, 1978.

nashaucheba.ru

Контрольная работа - Механика грунтов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Строительное производство, основания и фундаменты»

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ № 1, 2 ПО МЕХАНИКЕ ГРУНТОВ

Ф.И.О. ______________________

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1.

ЗАДАЧА № 1. Определение основных физических характеристик грунта. 1. Определение плотности грунта:

м/сек2

М - масса грунта, определяется взвешиванием грунта с ненарушенной структурой и природной влажностью, в граммах

γ = р · g кН/м 3

g = 9,8 м/сек2

2. Плотность сухого грунта:

г/см3

m 1 - масса сухого (высушенного) грунта

γ = рd · g кН/м 3

3. Плотность частиц грунта:

г/см3m1 - масса сухого (высушенного) грунта

4. Влажность грунта:

·100%

Найти по вышеперечисленным данным.

5. Пористость грунта:

6. Коэффициент пористости:

7. Степень влажности:

г/см3

ЗАДАЧА № 2.

Определение вида грунта по гранулометрическому составу

Определение вида грунта по числу пластичности

Ip – число пластичности

WL - влажность грунта на границе текучести

WP - влажность грунта на границе раскатывания

Название грунта:

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2.

ЗАДАЧА № 1.Определение коэффициента сжимаемости грунта а:

1/МПа

ЗАДАЧА № 2.

Найти угол внутреннего трения φ и с - сцепление грунта.

Значение φ и с находятся из графика, построенного на основании зависимости

σ

Примечание: образец № - последняя цифра шифра

nashaucheba.ru

Контрольная работа по "Механике грунтов" — контрольная работа

Министерство  образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра геотехники

 Контрольная работа по дисциплине

«Механика грунтов»

Работу  выполнила

ст. гр. 1Т-3 Шершенюк А.А.

Работу принял

преподаватель Усманов Р. А.

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………….……3
2. Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий……4
3. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования………………………………………………………………10
4. Определение несущей способности основания…………………….…..14

Введение

     Механика грунтов, основания и фундаменты вместе с инженерной геологией и охраной природной среды составляют особый цикл строительных дисциплин. Предметом его изучения являются материалы, как правило, природного происхождения – грунты и их взаимодействие с сооружениями. Если конструкционные материалы приготавливаются технологами так, чтобы они обладали заданными строительными свойствами, то грунты каждой строительной площадки имеют самостоятельную историю образования. Состав, строение и свойства грунтов разных строительных площадок определены природой и могут существенно различаться, требуя каждый раз специального изучения.

     Поведение грунтов  под нагрузками сопровождается  сложными процессами, во многом  отличающимися от поведения конструкционных  материалов. Это потребовало разработки  специальных экспериментальных  методов и теоретического аппарата  механики грунтов для описания  процессов их деформирования  и разрушения.

     Нормальная эксплуатация  здания и сооружения во многом  зависит от того, насколько правильно  запроектировано и осуществлено  его взаимодействие с основанием. Это в значительной мере влияет  на стоимость и сроки строительства.

     Всякое сооружение  покоится на грунтовом основании.  В зависимости от геологического  строения участка застройки строение  основания может быть различным.  Обычно основание состоит из  нескольких типов грунтов, которые  определенным образом сочетаются  в пространстве.

     Сооружение и основание  составляют единую систему. Свойства  грунтов основания, их поведение  под нагрузками от сооружения  во многом определяют прочность,  устойчивость и нормальную эксплуатацию  сооружения. Поэтому инженер-строитель  должен понимать, что представляют  собой грунты, каковы их особенности  по сравнению с другими конструкционными  материалами, каким образом залегают  грунты в основании сооружений, что определяет свойства грунтов  и грунтовых оснований.

1 Оценка инженерно-экологических условий

Исходные данные:

Длина фундамента l=8м, ширина b=7м.

Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов

Определение недостающих характеристик  физико-механических свойств грунтов

Слой № 8

1. Удельный вес сухого грунта

2. Коэффициент пористости

3. Пористость

4. Полная влагоемкость

, где 

5. Степень влажности

6. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

7. Число пластичности

 - супесь.

8. Показатель текучести

- супесь пластичная.

9. Коэффициент относительной сжимаемости

Вычисление расчетного сопротивления  грунтов основания

Определение величин расчетных  сопротивлений R для всех пластов  основания при ширине подошвы  фундамента b=7 м:                 

- коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4 СП  22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

k- коэффициент, равный единице, если прочностные характеристики грунта определены непосредственно испытаниями.

- коэффициенты, принимаемые по таблице  5.5

 СП  22.13330.2011 «Основания  зданий и сооружений».

kz =1 при ширине подошвы фундамента(b) меньше 10м.

- осредненное расчетное значение  удельного веса грунтов, залегающих  ниже подошвы фундамента (при  наличии подземных вод определяется  с учетом взвешивающего действия  воды), кН/м3.

- то же, для грунтов, залегающих  выше подошвы фундамента, кН/м3.

- расчетное значение удельного  сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа.

d1 – глубина заложения фундамента.

Данные по грунтам из СНиП 2.02.01-83:

Таблица 3

Определение нормативной глубины  промерзания dfn по карте (1,5 м для г.Вологды).

Глубина заложения фундамента

df=0,3+ dfn,

df =0,3+1,1=1,4 м

Т.к. толщина слоя насыпного грунта 4 м, принимаем глубину заложения  фундамента, равной 4 м.

Определение расчетного значения удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента:

Определение расчетного значения удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента:

;

;

Эпюра расчетных сопротивлений  слоев грунтов основания

Вывод

На рассматриваемой площадке под  строительство в г. Пскове, где произведены инженерно-геологические изыскания, расположены 5 скважин глубиной 12 м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 8 м. Под насыпным слоем находится суглинок мощностью в среднем 5 м. Водонепроницаемым, находится в мягкопластичном состоянии, имеет характеристики , , , , . В нижнем слое некоторых скважин находится сланец .

По результатам оценки инженерно-геологических  условий делаем вывод о возможности  строительства проектируемого сооружения на рассматриваемой площадке. В качестве несущего слоя основания используется суглинок, поскольку верхний насыпной слой не может использоваться в таком  качестве.

2 Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

Для построения эпюр szg и szp разбивают толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои.

Высота элементарного  слоя hi может принимается как hi£0,4b таким образом, чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов.

В моем случае высота элементарного  слоя hi£0,4·7=2,8м. Т.к. эта величина слишком большая примем толщину слоя равной 1 м.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента определится по формуле:

Определение напряжения от собственного веса грунта szg на границах элементарных слоёв для построения эпюры szg определяется по формуле:

     Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определятся по формуле:

szp =apII

где a- коэффициент, принимаемый по [2] табл. 5.8 в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента h=l/b и относительной глубины x=2z/b.

Нижняя граница сжимаемой толщи  основания условно находится  на глубине z=Hс там, где szp≤ 0,5szg, если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей Е >7МПа. Если же E≤7 МПа, то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия szp=0,2szg0.

Принимаем PII=R

Вертикального напряжения в i-м слое грунта по вертикали,  проходящей через центр подошвы фундамента, от собственного веса, выбранного при отрывке котлована грунта определяется по формуле:

 Осадка элементарного  слоя S определяется методом послойного  суммирования по формуле:

где b=0,8-безразмерный коэффициент;

- среднее значение  вертикального нормального напряжения  от внешней нагрузки в i-м  слое грунта по вертикали, проходящей  через центр подошвы фундамента;

- среднее значение  вертикального напряжения в i-м  слое грунта по вертикали,  проходящей через центр подошвы  фундамента, от собственного веса, выбранного при отрывке котлована  грунта

hi – толщина i-гo слоя грунта;

 Еi- модуль деформации i-гo слоя грунта;

Результаты  расчета осадки фундамента методом элементарного послойного суммирования

Результаты  расчетов приведены в таблице 4: 

Табл.4

yaneuch.ru

Механика грунтов — контрольная работа

      Прочность грунта оценивается максимальной нагрузкой, приложенной к нему в момент разрушения (потери сплошности). Эта характеристика называется пределом прочности Rc измеряется в МПа, или временным сопротивлением сжатию.

На прочность  грунтов влияют: минеральный состав, характер структурных связей, трещиноватость, степень выветрелости, степень размягчаемости в воде. Для нескальных грунтов другой важной характеристикой прочности является сопротивление сдвигу. Определение этого показателя необходимо для расчета устойчивости оснований, а так же для оценки устойчивости грунтов в откосах строительных котлованов, расчета давления грунта на подпорные стены и т. д. Сопротивление сдвигу оценивается силами внутреннего сдвига φ измеряется в градусах, сцепления C, кПа. Под первыми понимают силы сопротивления, которые возникают между соприкасающимися друг с другом частями грунта, а под вторым – сопротивление структурных связей грунта всякому перемещению слагающих частиц.

Для практических расчетов по деформациям и несущей  способности грунтов применяются  показатели удельного сопротивление C, кПа, φ, град. Сдвиговые характеристики определяют полевыми работами (срез целиком грунта, вращательный срез, зондирование) и лабораторными исследованиями в приборе плоского среза (стабилометре)

Деформационные  свойства характеризуют поведение  грунтов под нагрузками, не превышающими критические и не приводящие к разрушению. Деформируемость грунтов зависит как от сопротивляемости и податливости структурных связей, пористости, так и от способности деформироваться слагающих их минералов.

Для проведения расчетов по деформациям грунтов  используют модуль общей деформации E, измеряется в МПа. Для его определения проводят штамповые и прессиометрические полевые работы, а так лабораторные исследования компрессионные и стабилометрические испытания грунтов.

При определении  ориентировочных размеров подошвы слоя по таблицам СНиП 2.02.01-83 находят значение расчетного сопротивления грунтов R0 (кПа)

Для расчета  стабилизации осадок зданий и сооружений определяющим показателем будет  коэффициент фильтрации kф. Определяется в лабораториях, по таблицам, по опытным откачкам воды для водонасыщенных и наливы для сухих грунтов.

В расчетах по деформациям и по несущей способности  грунтов используется плотность  грунта p (отношение массы образца  к его объему).

Вспомогательные характеристики, отражающие физические свойства дисперсных грунтов

Важными расчетными характеристиками являются коэффициент пористости е, степень  влажности Sr и показатель текучести JL. Они характеризуют состояние  грунтов. По наименованию грунтов и  их коэффициенту пористости определяют плотность сложения песчаных грунтов. Показатель текучести характеризует подвижность глинистых частиц при механических воздействиях на грунт. JL отражает степень заполнения пор грунтовой водой

В лабораторных условиях для определения гранулометрического  состава исследуют зерновой и микроагрегатный состав (по ГОСТ 12536-84), природную влажность W, влажность на границе раскатывания (пластичности) для глинистых грунтов Wp, влажность на границе текучести только для пылеватоглинистых грунтов WL (по ГОСТ 5180-84).

Кроме указанных характеристик на свойства грунтов во многих случаях существенное влияние оказывают минеральный и химический составы, структуры и текстуры, для скальных грунтов – трещиноватость, степень выветрелости, для дисперсных – содержание водорастворимых солей, присутствие органического вещества.

Реологические свойства грунтов. При оценке свойств  грунтов следует помнить, что  эти свойства могут изменяться во времени в силу воздействия процессов  выветривания и многолетнего воздействия  больших нагрузок. Всё это приводит к «усталости» грунтов. В грунтах возникают процессы деформации в виде ползучести и даже текучести. – этот процесс называется реологическим. В результате грунт разрушается, издание деформируется.

Сопротивление грунта срезу вызывается сопротивлением междучастичных связей, зависящим от прикладываемого давления. Прочность связей зависит от вида грунта, его влажности и плотности.

      Срез  происходит по определенной поверхности. Схема разрушения представлена на рис.М.11.2. Деформация сдвига захватывает некоторый объем и связана с перекашиванием прямоугольного элемента.

Под прямым срезом в механике грунтов понимается срез, изображенный на рис.М.11.2, однако часто под сдвигом понимается и прямой срез, а эти понятия  отождествляются.

Деформация  сдвига в грунтах связана с  изменением объема, так как при  сдвиге происходит перекомпоновка частиц. Особенно явно это проявляется в песке. При сдвиге в плотном песке происходит его разуплотнение, а в рыхлом - уплотнение. Однако существует такая начальная пористость песка, которая при сдвиге не изменяется. Эта пористость называется критической. Критическая пористость ближе по своему значению к максимальной. 

Закон Кулона для несвязного грунта имеет  следующий вид (рис.М.11.4,а):

где φ угол внутреннего трения. Угол внутреннего трения следует рассматривать как параметр линейного графика среза образца песчаного грунта, который проведен через начало координат.

Однако  в ряде случаев диаграмма может  иметь начальный участок c0, называемый зацеплением. Обычно величина этого зацепления очень невелика.

Сопротивление срезу связного глинистого грунта вызывается междучастичными связями - пластичными водно-коллоидными и хрупкими цементационными  

Закон Кулона для связного грунта записывается следующим образом (см.рис.М.11.4,б):

где φ - угол внутреннего трения; c - удельное сцепление.

Эта зависимость  определяет предельное состояние грунта. Если состояние в глинистом грунте неконсолидированное, то имеет место давление в поровой воде (поровое давление) u, и этот закон будет следующим:

где - полное давление на площадке уже в полностью консолидированном состоянии, а разность ( -u) представляет эффективное давление, то есть давление, приходящееся на скелет грунта. Строго говоря, j и c следует рассматривать лишь как параметры линейного графика среза связного грунта.

Диаграмма Мора (рис.М.11.10) служит для определения  всех компонентов напряжений, действующих  по любой, как угодно направленной площадке в точке сплошной среды. Таким  образом, диаграмма Мора характеризует  напряженное состояние в точке. Это напряженное состояние будет предельным, если круг Мора касается предельной огибающей кругов Мора. Если он не касается этой предельной огибающей, то состояние будет непредельным. Пересекать предельную огибающую он не может. Предельная огибающая может быть прямолинейной или, в более общем случае, криволинейной - это зависит от свойств среды, т.е. грунта. Диаграмма Мора строится в координатах t (касательное напряжение) - s (нормальное напряжение) для любой площадки. 

Формальной  разницы между диаграммой Мора и диаграммой Кулона нет, поскольку при построении той и другой диаграммы по оси абсцисс откладывается нормальное напряжение s , а по оси ординат касательное напряжение t . Но существенная разница заключается в том, что диаграмма Кулона относится лишь к одной из площадок, проходящих через рассматриваемую точку в массиве грунта, а диаграмма Мора относится ко всем площадкам, проходящим через эту рассматриваемую точку, то есть диаграмма Мора включает в себя диаграмму Кулона как частный случай.

Условие Мора в частном случае, когда напряжения входят в него линейно, записывается так:

где σ 1>σ 2 - главные напряжения.

В общем  случае, когда огибающая предельных кругов Мора не прямолинейна, эта зависимость будет иметь функциональный вид и здесь не приводится. В условие Мора входят два главных напряжения σ 1 и σ 2. Оно связано с напряжениями, действующими в точке грунта, и не привязано только к наиболее опасной площадке как условие прочности Кулона. Но с помощью диаграммы Мора эту наиболее опасную площадку можно найти.

Условие прочности Кулона, связанное только с наиболее опасной площадкой, проходящей через данную точку, имеет вид 

При этом напряженное состояние в точке  в целом не рассматривается.

Поскольку неизвестных две величины, то и  минимальное число опытов - два (потом решаются два уравнения с двумя неизвестными). Для несвязного грунта, у которого c = 0, минимально возможен один опыт, с помощью которого устанавливается величина угла внутреннего трения σ . Это и есть минимальное количество опытов, но исключающее возможность статистической обработки результатов.

Условие прочности Мора записывается в напряжениях  s z, s x и t xz следующим образом:

.

Частные случаи следующие:

1)σ 2 = 0 - одноосное сжатие;

2) σ2 =-s 1 - чистый сдвиг, когда σ 1 +σ2 = 0;

3)σ 1 = 0 - одноосное растяжение (σ2< 0).

В лабораторных условиях для этой цели используются методы:

-  прямого среза;

-  трехосного сжатия;

-  сжатия-растяжения;

-  испытания в приборе с независимым регулированием трех главных напряжений;

-  испытания в приборе "шариковой пробы".                 

5. Критическая нагрузка по условию обеспечения устойчивости  основания сооружений.  

Ответ: Если взять кубик связного грунта (глины), то при малых давлениях, прикладываемых к нему сверху, происходит затухание осадки со временем и ее стабилизация (фаза затухающей ползучести - 1) (рис.М.12.3). При дальнейшем увеличении нагрузки осадка будет нарастать практически с постоянной скоростью и не стабилизироваться (фаза установившейся ползучести - 2). Дальнейший рост нагрузки приведет к такому состоянию, когда скорость нарастания осадки со временем будет расти и, наконец, произойдет полное разрушение грунта. Это - фаза прогрессирующего течения - 3.

На кривой "нагрузка-осадка" (рис.М.12.4), полученной для штампа, находящегося на поверхности  основания, можно различить три  фазы: I - фазу уплотнения, II - фазу образования зон сдвигов, размер которых растет с ростом нагрузки и III - фазу полного выпирания (потеря несущей способности основанием).

Для определения  границы I фазы принимается схема, когда  основание загружено равномерно распределенной нагрузкой p, расположенной на участке шириной b. По бокам действует пригрузка q, а область предельного равновесия только начинает образовываться в точках A1 и A2. Коэффициент бокового давления x 0 в схеме Пузыревского-Герсеванова принимается равным единице (x 0 = 1). Если x 0 < 1 или x 0 > 1, то в обоих случаях область пластической деформации будет зарождаться раньше, чем при x 0 = 1 (рис.М.12.5).

Формулы для главных напряжений наибольшего s 1 и наименьшего s 2 имеют следующий вид:

student.zoomru.ru

Смотрите также

• 
  Контрольный рентген при переломе
• 
  Микроволновая печь контрольная закупка
• 
  Горит контрольная лампа абс
• 
  Контрольная работа животные простейшие
• 
  Метод контрольный список осборна
• 
  Договор аренды контрольная работа
• Контрольные работы по антропологии
• Медицинское страхование контрольная работа
• 
  Контрольный диктант лесной ручей
• 
  Контрольные уровни облучения персонала
• Конек горбунок контрольная работа