Задание №5.
Инженерно-геологические изыскания показали, что на строительной площадке с поверхности залегает слой суглинка, ниже расположен песок. В слое песка обнаружены ненапорные подземные воды. Постройте эпюру напряжений от собственного веса грунта на вертикали - от поверхности до глубины 10м.
Основание делим на три однородных слоя:
1) суглинок - h1 = 0,8м, γ1 = 19,6 кН/м3,
2) песок выше уровня подземных вод (УВП) - h2 = 3,5 м, γ2 = 19,0 кН/м3,
2) песок ниже УПВ ( во взвешенном водой состоянии) - h3 = 5,7м, γ3 = 9,76 кН/м3.
Напряжение от собственного веса грунта вычисляем по формуле:
σzg
=
i
* hi
Эпюра напряжения представлена на рисунке 7
Обозначив глубину от поверхности z, найдем :
при z = 0 σzg = 0;
z = h1 = 0,8 м σzg = 0+ γ1h1 = 0+0,8*19,6 = 15,68 кПа;
z = h1 + h2 = 4,3 м σzg = 15,68 + γ2h2 = 15,68+3,5*19,0 = 82,18 кПа;
z = h1 + h2 + h3 = 10м σzg = 82,18 + γ3h3 = 82,18+9,76*5,7 = 137,81 кПа.
а
б
Рисунок 7 - распределение напряжений в толще грунта:
а - от собственного веса; б - давления под подошвой фундамента.
Задание №6.
На площадке, геологическое строение которой рассмотрено в предыдущем задании, возведен фундамент мелкого заложения. Постройте эпюру дополнительных сжимающих напряжений на вертикали, проходящий через центр подошвы фундамента. Поясните, какие закономерности лежат в основе примененного метода расчета напряжений в грунтовой толще, что такое дополнительное давление под подошвой.
Определяем приближенно собственный вес фундамента и грунта на его уступах:
Gф = γср bld = 20*1,8*1,8*1,8 = 116,6 кПа,
где γср - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах, кН/м3.
Среднее давление под подошвой фундамента
р
=
=
=
= 277 кПа.
Основание делим на однородные слои толщиной 0,5 м, и на границах выделенных слоев вычисляем дополнительное сжимающее напряжение по формуле
σzр = α* 277,
где,
α - коэффициент, соотношения сторон
подошвы фундамента ή
= l/b=
1 и
относительной глубины ξ =
(z
измеряем от подошвы фундамента).
Таблица №1
|
z, м |
ξ
=
|
α |
σzр |
|
0 |
0 |
1 |
277 |
|
0,5 |
0,5 |
0,95 |
263,2 |
|
1 |
1 |
0,72 |
199,4 |
|
1,5 |
1,7 |
0,48 |
132,9 |
|
2 |
2,2 |
0,34 |
94,2 |
|
2,5 |
2,8 |
0,24 |
66,5 |
|
3 |
3,3 |
0,18 |
49,9 |
|
3,5 |
3,9 |
0,14 |
38,8 |
|
4 |
4,4 |
0,11 |
30,5 |
|
4,5 |
5 |
0,09 |
24,9 |
|
5 |
5,6 |
0,07 |
19,4 |
|
5,5 |
6,1 |
0,06 |
16,6 |
|
6 |
6,7 |
0,05 |
13,9 |
|
6,5 |
7,2 |
0,04 |
11,1 |
|
7 |
7,8 |
0,04 |
11,1 |
|
7,5 |
8,3 |
0,03 |
8,3 |
|
8 |
8,9 |
0,03 |
8,3 |
|
8,2 |
4,6 |
0,03 |
8,3 |
При подсчете осадок основание разбивается на отдельные элементарные слои. Дополнительное давление уменьшается по мере удаления от подошвы фундаментов вглубь грунтов.
Дополнительное давление под подошвой это - полное давление под подошвой фундамента за вычетом вертикального нормального напряжения от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.