- •1. Предмет и задачи грунтоведения.
- •2.2. Специальная классификация.
- •3. Общие сведения о грунтах.
- •3.2. Вода и газ в горных породах.
- •3.3. Структура, текстура и связность грунтов.
- •4. Основные физические характеристики грунтов.
- •5. Некоторые классификационные характеристики грунтов
- •Примеры решения задач
- •5. Водные свойства пород
- •6.1. Деформационные свойства.
- •6.2. Прочностные свойства пород с жесткими связями.
- •7. Механические свойства дисперсных (несцементированных) пород.
- •7.1. Сжимаемость (деформационные свойства).
- •2. Построить кривые консолидации – графики зависимости степени консолидации в процентах в зависимости от времени.
- •8. Методика и приборы для проведения компрессионных испытаний.
- •Просадочность
- •8.1. Полевые способы определения сжимаемости пород
- •9. Прочность горных пород и грунтов
- •10. Определение нормативных и расчетных характеристик грунтов.
- •11. Определение напряженного состояния в грунтовом массиве на основе теории линейно деформируемых тел
- •11.1. Распределение напряжений в случае пространственной задачи.
- •12. Определение осадок при строительстве инженерных сооружений
- •13 Теория предельного напряженного состояния грунтов и ее приложение
- •1. Определение коэффициента устойчивости для центра скольжения о1 (рис.13.9)
- •3. Определение коэффициента устойчивости для центра скольжения о3 (рис.13.11)
- •14.1 Расчет оснований сооружений по несущей способности
- •I. Определить расчетное сопротивление грунтов основания r0 и ориентировочные размеры фундамента. Грунт основания имеет следующие физические характеристики:
- •14.2 Расчет основания здания по деформациям
14.2 Расчет основания здания по деформациям
Определить осадку фундамента со стороной b =1,95 м, при глубине его заложения dn = 3,5 м и среднем фактическом давлении по подошве Р = 421 кПа (4,21 т/м2). Показатели грунтов см. таблицу 4.
Решение.
1. Контур фундамента наносим на геологический разрез:
а) Сжимаемую толщу разделим на слои мощностью hi= 0,2b=0,22=0,4 м
б) Определяем вертикальное выражение от собственного веса грунта zg0 на уровне подошвы и Р0- дополнительное давление на основаниеzg0=.dn, где- объемный вес грунта;dn- глубина заложения фундамента;
zg0= 19,7.3,5 м = 69 кПа (6,9 т/м2).
Р0= Р -zg0= 421-69 = 352 кПа (35,2 т/м2).
2. Определяем величины дополнительных вертикальных напряжений вi-ом слое грунта,zрi
zр.=.Р0
- коэффициент, принимаемый по таблице 55 (1 прил. 2) Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01.83) стр.128, в зависимости от формы подошвы фундамента и относительной глубины
Результаты вычислений заносим в таблицу .
3.Для определения мощности сжимаемой толщи вычисляем величины вертикальных напряжений от собственного веса грунтаzgна глубинеzот подошвы фундамента:
, где
- объемный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента; 18,6 м
dn- глубина заложения фундамента; 3,5 м
iиhi- соответственно удельный вес и толщинаi-го слоя грунта.
При вычислении zq на границе толщи суглинка и глины берем средневзвешенное по мощности слоя значение.
zg=18,6х3,5+19,7х0,4=65 кПа
zg=18,6х3,5+19,7х0,8=73 кПа и т.д.
Результаты вычислений заносим в таблицу 14.1.
4. Строим эпюрыzqиzр.и определяем нижнюю границу сжимаемой толщи по условию:, это условие удовлетворяется на глубинеz– 7,9 м;
zр./zg=31/143=0,21 Таблица 14.1
Грунт |
Н, м |
z, м |
ξ=2z / b |
α |
σzp, кПа |
σzq, кПа |
ИГЭ № 3 суглинок γ =19,7 кН/м Е=15000 кПа 4,8 м |
3,5 |
0 |
0,0 |
1,000 |
352 |
65 |
3,9 |
0,4 |
0,4 |
0,960 |
338 |
73 | |
4,3 |
0,8 |
0,8 |
0,800 |
282 |
81 | |
4,7 |
1,2 |
1,2 |
0,606 |
213 |
89 | |
ИГЭ № 4 суглинок γ =19,9 кН/м Е=16000 кПа 6,4 м |
5,1 |
1,6 |
1,6 |
0,449 |
158 |
97 |
5,5 |
2,0 |
2,1 |
0,316 |
111 |
105 | |
5,9 |
2,4 |
2,5 |
0,243 |
86 |
113 | |
6,3 |
2,8 |
2,9 |
0,191 |
67 |
121 | |
ИГЭ № 5 песок мелкий γ =17,8 кН/м Е=38000 кПа |
6,7 |
3,2 |
3,3 |
0,153 |
54 |
126 |
7,1 |
3,6 |
3,7 |
0,125 |
44 |
129 | |
7,5 |
4,0 |
4,1 |
0,104 |
37 |
136 | |
Глубина сжимаемой толщи |
7,9 |
4,4 |
4,5 |
0,087 |
31 |
143 |
5. Определяем осадку фундамента S. Полная осадка будет равна сумме осадок слоев суглинков и песка мелкого.
; где β-безразмерный коэффициент, равный 0,8.
zр i-среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения вi-том слое грунта.
hiиEi-соответственно толщина и модуль деформацииi-го слоя грунта.
n-число слоев, на которые разбита сжимаемая толща основания.
Вывод: нижняя граница сжимаемой толщи находится на глубине 7,9 м, полная осадка фундамента будет 3,5 см.
Вопросы к экзамену:
Общая и специальная классификация грунтов. Примеры.
Классификационные характеристики грунтов
Гранулометрический состав грунта и формы его представления
Качественные характеристики 4 основных фракций грунта.
Основные физические характеристики грунтов. Сравнение диапазонов величин.
Газ и вода в горных породах. Водные свойства пород.
Деформационные свойства пород. Коэффициент Пуассона и коэффициент бокового давления
Методы изучения сжимаемости пород.
Компрессионная кривая. Определение коэффициента компрессии.
Упругие и остаточные деформации. Модуль общей деформации.
Закон уплотнения грунтов
Консолидация грунтов.
Построение компрессионной кривой.
Просадочные грунты. Определение просадочности.
Прочность горных пород. Сопротивление пород сдвигу.
Закон Кулона. Экспериментальное определение прочностных характеристик грунтов.
Зависимость прочностных характеристик пород от влажности.
Нормативные и расчетные характеристики грунтов.
Основные зависимости для расчета напряжений в грунтовой толще. Эпюра напряжений и ее построение.
Определение напряжений в массиве грунта методом угловых точек.
Влияние площади загрузки на распределение напряжений в массиве грунта.
Распределение напряжений от собственного веса грунта.
Методы определения осадок сооружений.
Определение осадки сооружения методом послойного суммирования.
Определение осадки сооружения методом эквивалентного слоя.
Глубина сжимаемой толщи для разных типов грунтов.
Определение условного расчетного давления на грунт.
Параметры, грунта, необходимые для определения начального размера фундамента.
Теория предельного напряженного состояния грунтов
Деформация грунтового основания и линии скольжения.
Расчет устойчивости основания.
Устойчивость откосов и склонов.
Метод определения формы откоса Маслова
Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения.
Задачи
По данным значениям пористости в зависимости от давления построить компрессионную кривую и определить коэффициент сжимаемости.
-
Вертикальная нагрузка (кГ/см2)
1
2
3
Коэффициент пористости
0,8
0,75
0,73
Коэффициент начальной пористости ε0 = 0,9
По данным значениям вертикальной и сдвиговой нагрузки построить график сопротивления пород сдвигу и определить прочностные характеристики грунта.
-
Вертикальная нагрузка (кГ/см2)
1
2
3
Сдвиговое напряжение (кГ/см2)
0,2
0,700
0,800
Определить условное расчетное давление на грунт и ориентировочные размеры фундамента. W=30%, γ=1,92 Г/см3, γs=2,73 Г/см3, WT=55%, Wр=25%,
Вычисление осадки методом эквивалентного слоя (алгоритм расчета, задача из конспекта)
Вычисление осадки методом послойного суммирования (алгоритм расчета, задача из конспекта)
Вычисление формы откоса методом Маслова (алгоритм расчета, задача из конспекта)
.