Компрессионные испытания

II слой – супесь твердая (глубина отбора 2,8 м)

Рассчитываем коэффициент сжимаемости грунта по формуле:

m_0,II = кПа^-1.

Определяем коэффициент пористости грунта (см. рис.):

для напряжения σ_zg = кПа e₁ = 0,656;

для напряжения = σ_zg + кПа e₂ = 0,637.

Относительный коэффициент сжимаемости

m_v,II = кПа^-1

Модуль деформации

E_II = кПа

V слой – суглинок полутвердый (глубина отбора 7 м)

Рассчитываем коэффициент сжимаемости грунта по формуле:

m_0,v = кПа^-1.

Определяем коэффициент пористости грунта (см. рис. ):

для напряжения σ_zg = кПа e₁ = 0,7125;

для напряжения = σ_zg + кПа e₂ = 0,7090.

Относительный коэффициент сжимаемости

m_v,v = кПа^-1

Модуль деформации

E_V = кПа.

Штамповые испытания

III слой – песок мелкий, средней плотности, насыщенный водой (глубина отбора 3,6 м)

для напряжения σ_zg = кПа s₁ = 0,36 мм;

для напряжения = σ_zg + кПа s₂ = 1,96 мм;

Δσ_z = 231,35 – 51,25 = 180,1 кПа;

Δs = 1,96 – 0,36 = 1,60 мм = 0,16 см.

В случае штамповых испытаний модуль деформации E рассчитываем по формуле:

E_III = ω(1 – ν²)d ,

где ω – коэффициент, зависящий от формы площади и жесткости фундамента; ν – коээфициент Пуассона грунта; d – диаметр штампа.

Значение коэффициента ω выбираем по таблицам учебника [32, с. 175], зная диаметр штампа и толщину активной зоны сжатия грунта (см. рис. , Н_с = 6,44 м).

E_III = 0,78(1 - 0,25²)27,7· = 22800 кПа.

IV слой – песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой (глубина 4,8 м)

для напряжения σ_zg = кПа s₁ = 0,50 мм

= σ_zg + кПа

s₂ = 1,05 мм

Δσ_z = 177,3 – 75,5 = 101,8 кПа

Δs = 1,05 – 0,50 = 0,55 мм = 0,055 см.

E_IV = ω(1 – ν²)d 0,78(1-0,25²)27,7· = 37490 кПа.

1.5 Вычисление осадки

Итак, в пункте 1.4 мы определили модуль деформации каждого слоя грунта основания, значение которого необходимо для расчета осадки. Далее вычисляем осадку в каждом элементарном грунтовом слое по формуле s_i = β .

Расчет ведем в таблице (табл. 18).

Таблица 18

Расчет осадки элементарных грунтовых слоев

№ т-ки	z, м	ξ=2z/b	η = l/b	αi	σzp,i, кПа	№ слоя	hi, м	σ^срzp,i, кПа	β	Еi, МПа	si, см
1	0,00	0,00	14,3	1,000	240,6	1	0,30	237,0	0,8	16,66	0,341
2	0,30	0,43		0,970	233,4	2	0,26	222,7		24,29	0,203
3	0,56	0,80		0,881	212,0	3	0,56	183,3		24,29	0,360
4	1,12	1,60		0,642	154,5	4	0,38	140,7		24,29	0,188
5	1,50	2,15		0,530	126,8	5	0,18	120,8		31,72	0,046
6	1,68	2,40		0,477	114,8	6	0,56	102,4		31,72	0,122
7	2,24	3,20		0,374	90,0	7	0,46	83,4		31,72	0,082
8	2,70	3,85		0,319	76,8	8	0,1	75,2		21,39	0,028
9	2,80	4,00		0,306	73,6	9	0,56	67,9		21,39	0,142
10	3,36	4,80		0,258	62,1	10	0,56	57,9		21,39	0,121
11	3,92	5,60		0,223	53,7	11	0,56	50,5		21,39	0,106
12	4,48	6,40		0,196	47,2	12	0,56	44,7		21,39	0,094
13	5,04	7,20		0,175	42,1	13	0,56	40,1		21,39	0,084
14	5,60	8,00		0,158	38,0	14	0,56	36,2		21,39	0,076
15	6,16	8,80		0,143	34,4	15	0,28	33,7		21,39	0,035
16	6,44	9,20		0,137	33,0
17	6,72	9,60		0,132	31,3

Осадка в каждом грунтовом слое складывается из осадок входящих в него элементарных слоев полных и неполных.

II слой (содержит один элементарный слой):

S_II = = 0,00341 м = 0,341 см.

III слой (содержит три элементарных слоя):

S_III = ( )· = 0,00751 м = 0,751см.

IV слой (содержит три элементарных слоя):

S_IV = ( )· = 0,00251 м = 0,251 см.

V слой (содержит восемь элементарных слоя):

S_V= (

+ )· =

= 0,00251 м = 0,251 см.

Суммарная осадка S в пределах сжимаемой толщи H_c равна сумме осадок входящих в нее элементарных слоев s_i, т.е. S = s_i.

Для этого суммируем осадки в каждом грунтовом слое, получаем:

S = 0,341+0,751+0,251+0,686 = 2,03 см.

По СНиП 2.02.01-95 [1, приложение 4], находим предельную величину осадки для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из крупных блоков или кирпичной кладки без армирования: она составляет S_u = 10 см.

Полученная по расчету осадка S оказалась меньше предельно допустимой, т.е. S < S_u, значит, условие расчета по второму предельному состоянию можно считать выполненным. В этом случае использованные в расчете осадки размеры фундамента – глубину заложения d=2,1 м, ширину b = 1,4 м и длину фундамента l = 20 м можно считать достаточными и окончательными.

Примечание. Если характеристики сжимаемости для каждого грунтового слоя определены в процессе компрессионных или штамповых испытаний, они являются исходными данными при выполнении тренировочного задания и расчет осадки упрощается и производится согласно пунктам 1.1, 1.2, 1.3 и 1.5.

При выполнении тренировочного задания считается, что характеристики сжимаемости для каждого грунтового слоя определены и студенты принимают значение модуля деформации грунта из задания №1. Расчет осадки упрощается и производится согласно пунктам 1.1, 1.2, 1.3 и 1.5 (исключая пункт 1.4).