- •270200 – Транспортное строительство
- •Введение
- •1. Классификация и составные элементы грунтов
- •Классификация грунтов по гранулометрическому составу
- •2. Вода в грунте
- •Коэффициент водоотдачи грунтов
- •3. Газы в грунте
- •4. Структурные связи и строение грунтов
- •5. Физические свойства грунтов
- •Классификация глинистых грунтов по числу пластичности
- •Классификация глинистых грунтов по индексу текучести
- •6. Основные закономерности механики грунтов
- •7. Общий случай компрессионной зависимости
- •8. Водопроницаемость грунтов. Закон ламинарной фильтрации
- •Значения коэффициента фильтрации песков
- •9. Эффективные и нейтральные давления грунтовой массы
- •10. Контактное сопротивление грунтов сдвигу
- •11. Сопротивление сдвигу при сложном напряженном состоянии. Теория прочности кулона – мора
- •12. Деформируемость грунтов
- •13. Предельное напряженное состояние грунтов
- •Фазы напряженного состояния грунта
- •14. Критические нагрузки на грунт
- •15. Определение напряжений в грунтовом массиве
- •16. Распределение напряжений от собственного веса грунта
- •17. Определение напряжений в грунтовом массиве от действия местной нагрузки на его поверхности
- •18. Расчет осадок фундаментов
- •19. Расчет устойчивости откосов
- •20. Определение давления грунтов на ограждения
- •21. Особые грунты
- •Практические задания
- •Задание №1
- •Данные, принимаемые по последней цифре шифра
- •Данные, принимаемые по предпоследней цифре шифра
- •Данные, принимаемые по второй цифре шифра
- •Данные, принимаемые по первой цифре шифра
- •Сводная таблица нормативных характеристик грунтов (пример)
- •Задание №2
- •Значение коэффициента бокового давления
- •Пример расчета
- •Содержание работы
- •Порядок выполнения работы
- •Пример расчета
- •Задание №4
- •Исходные данные для расчета
- •Значение углов и для определения центра вращения
- •Пример расчета
- •Расчет устойчивости откоса
- •Задание № 5
- •Определение активного давления на подпорную стенку без нагрузки на поверхности засыпки для однородного грунта
- •Определение активного давления на подпорную стенку с учетом равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки для однородного грунта
- •Определение активного давления на подпорную стенку с учетом равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки для неоднородных грунтов
- •Пример расчета
- •Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для расчета подпорной стенки
- •Задание №6
- •Пример расчета.
- •Компрессионные испытания
- •II слой – супесь твердая (глубина отбора 2,8 м)
- •V слой – суглинок полутвердый (глубина отбора 7 м)
- •Штамповые испытания
- •Расчет осадки элементарных грунтовых слоев
- •Тестовый контроль знаний
- •Вопросы к зачету
- •Нормативные значения модуля деформации пылевато-глинистых нелёссовых грунтов
- •Нормативные значения характеристик с, кПа, и φ, град, для пылевато-глинистых нелёссовых грунтов четвертичных отложений
- •Классификация природных дисперсных грунтов
- •Классификация крупнообломочных грунтов и песков по гранулометрическому составу
- •Классификация крупнообломочных грунтов и песков по коэффициенту водонасыщения
- •Классификация песков по коэффициенту пористости
- •Классификация глинистых грунтов по числу пластичности
- •Классификация глинистых грунтов по гранулометрическому составу и числу пластичности
- •Классификация глинистых грунтов по наличию включений
- •Классификация глинистых грунтов по показателю текучести
- •Расчетные сопротивления грунтов
- •Расчетные сопротивления r0 песчаных грунтов
- •Расчетные сопротивления r0 пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов
- •Связь между наиболее употребляемыми в механике грунтов единицами измерения в системе си и технической системе
- •Библиографический список Нормативная
- •Основная
- •Оглавление
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова,46
Значения коэффициента фильтрации песков
Песок |
Коэффициент фильтрации, м/сут |
Гравелистый |
50 - 100 |
Крупнозернистый |
20 - 75 |
Среднезернистый |
5 - 25 |
Мелкозернистый |
1 - 5 |
Мелкозернистый глинистый |
1 - 2 |
Пылеватый |
0,5 - 1 |
9. Эффективные и нейтральные давления грунтовой массы
При сжатии грунтовой массы рассматривают две системы давлений:
1 – давление в скелете грунта Pz называют эффективными;
2 – давление в поровой воде Pw называют нейтральными, так как они не уплотняют и не упрочняют грунт, а только создают напор в воде вызывающий ее фильтрацию.
Полное давление в грунте
P = Pz + Pw. (34)
При постоянном внешнем давлении изменение одного из слагаемых ведет к изменению другого.
Рассмотрим пример: сосуд с несжимаемой водой, дырчатым поршнем и пружиной имитирует некоторый объем грунта (рис. 9). Пружина с определенной жесткостью соответствует сжимаемому скелету грунта, отверстия в поршне — диаметру пор в грунте, а вода — поровой жидкости. В момент приложения нагрузки Р (t = 0) поровая вода еще не успевает отжаться через отверстия, скелет грунта еще не деформируется, поэтому вся нагрузка воспринимается только водой. В результате в начальный момент в воде возникает избыточное (поровое) давление иw, равное приложенной к поршню нагрузке (uw0 = P). Напряжение в скелете грунта (эффективное напряжение) σ в этот момент равно нулю (σ0 = 0).
Рис. 9. Механическая модель процесса консолидации
водонасыщенного грунта при одноосном сжатии
Избыточное давление в воде приводит к ее отжатию через поры грунта (отверстия в поршне) в области с меньшим давлением. Поршень опускается, все сильнее сжимая скелет грунта (пружину) и создавая в нем увеличивающееся эффективное напряжение. Поскольку в любой момент времени должно выполняться условие равновесия системы P = σt + uwt с увеличением эффективного напряжения поровое давление уменьшается.
Когда пружина сожмется до такой степени, что полностью воспримет внешнюю нагрузку (σk = P), поровое давление упадет до нуля (uwk = 0) и дальнейшее отжатие воды прекратится. Это означает, что к моменту времени tк консолидация грунта завершилась, его уплотнение прекратилось и наступило стабилизированное состояние.
Таким образом, в соответствии с рассмотренной моделью в процессе консолидации грунта эффективное напряжение постепенно возрастает от 0 до P, а поровое давление соответственно уменьшается от P до 0. Тогда, можно записать, что полное напряжение в грунте равно сумме эффективного напряжения в скелете грунта и порового давления в воде:
σ = σt + uwt . (35)
Поскольку полное напряжение зависит от внешней нагрузки и остается постоянным то эффективное напряжение в любой точке грунта равно разности между полным и нейтральным напряжением.