Задание № 10.

Вычислите насколько возрастает осадка фундамента, рассмотренного в предыдущем задании, если на расстоянии 0,5 м от него возвести второй такой же фундамент.

В расчетах используется σ_zp, найденные при выполнении задания 7.

Эпюру дополнительных снижающих напряжений в основании фундамента Ф1 строим сложения двух эпюр σ_zp

при z = 0 м σ_zp = 277+0 = 277 кПа,

z = 0,5 м σ_zp = 263,2 + 2,8 = 266 кПа,

z = 1,0 м σ_zp = 199,4 + 5,5 = 204,9 кПа,

z = 1,5 м σ_zp = 132,9 + 11,1 = 144 кПа,

z = 2,0 м σ_zp = 94,2 + 13,9 = 108,1 кПа,

z = 2,5 м σ_zp = 66,5 + 16,6 = 83,1 кПа,

z = 3,0 м σ_zp = 49,9+15,2 = 65,1 кПа,

z = 3,5 м σ_zp = 38,8+15,2 = 54 кПа,

z = 4 м σ_zp = 30,5+15,2 = 45,7 кПа,

z = 4,5 м σ_zp = 24,9+13,9 = 38,8 кПа,

z = 5 м σ_zp = 19,4+12,5 = 31,9 кПа,

z = 5,5 м σ_zp = 16,6+9,4 = 26 кПа,

z = 6 м σ_zp = 13,9+9,6 = 23,5 кПа,

z = 6,5 м σ_zp = 11,1+9,6 = 20,7 кПа,

z = 7 м σ_zp = 11,1+6,9 = 18 кПа,

z = 7,5 м σ_zp = 8,3+6,9 = 15,2 кПа,

z = 8 м σ_zp = 8,3+6,9 = 15,2 кПа,

z = 8,2 м σ_zp = 8,3+5,5 = 13,8 кПа.

Принимаем мощность слоя толщи Н_с = 6,5 м .

Осадка фундамента:

s = 0,8 = 0,8 = 0,8= 0,027м.

Рисунок 11 - эпюра дополнительных сжимающих напряжений в основании с учетом влияния соседнего фундамента.

Таким образом, осадка фундамента Ф1 за счет влияния соседнего фундамента Ф2 увеличивается на 20 %.

Задание № 11

Используя значения σ_zg и σ_zp найденные при выполнении заданий 4 и 8, вычислите осадку основания насыпи методом послойного суммирования. Модуль деформации суглинка равен 9 МПа. На глубине более 10 м залегает малосжимаемый грунт, деформацией которого можно пренебречь.

Построив графики 0,2σ_zg и σ_zp, нашли, что мощность сжимаемой толщи составляет 9,5 м.

Таблица № 3

z, м	σzp, кПа	__ σzp, кПа	hi, м	Ei, кПа	si =0,8, м
0	28,9	28,85	1,8	9000	0,0046
1,8	28,8
		28,6	2,2	18500	0,0027
4,0	28,4
		27,6	2,0	18500	0,0024
6,0	26,7
		25,8	2,0	18500	0,0022
8,0	24,8
		23,8	2,0	18500	0,0021
10	22,7
		s=Σsi = 0,0140 м

Рисунок 12 - схема к расчету осадки основания насыпи

Задание № 12

Укажите основные предпосылки, поясните сущность и назначение теории фильтрационной консолидации. Найдите конечную осадку и постройте график развития во времени осадки основания рассмотренной ранее насыпи автодороги, если под ее подошвой залегает слой торфа. Компрессионная зависимость торфа выражена уравнением ε=аσⁿ. Деформацией глины, подстилающей торф, можно пренебречь.

Какие способы ускорения консолидации основания вы можете предложить?

Уплотнение грунтов в соответствии с теорией фильтрационной консолидации происходит при следующих предпосылках:

- рассматриваемый слой толщиной h сложен однородным грунтом, полностью насыщенный свободой, несжимаемой и гидравлически непрерывной водой;

- скелет грунта представляет собой линейно деформируемое тело; напряжения, возникающее в нем, мгновенно вызывают его деформации;

- грунт не обладает структурной прочностью, поэтому внешнее давление в момент времени, следующий за моментом приложения нагрузки, полностью передается на воду;

- движение воды в порах грунта соответствует ламинарной фильтрации.

При этих предпосылках грунт после приложения на него сплошной равномерно распределенной нагрузки будет уплотняться по мере выдавливания воды из его пор вверх.

Фильтрационная консолидация - это процесс постепенного уплотнения связанного с выдавливанием воды их пор грунта. Если требуется определить полностью насыщенного водой пылевато - глинистого грунта, то необходимо рассмотреть его деформацию во времени в результате фильтрационной консолидации.

Одним из способов ускорения консолидации основания является вертикальное дренирование.

В слабом водонасыщенном грунте устраивают близкорасположенные вертикальные дрены, через которые под действием нагрузки отвозводимой насыпи отводится поровая вода, что способствует ускорению уплотнения и упрочнения слабого основания.

Вторым способом ускорения является применение прослоек из нетканых синтетических материалов, укладываемых между подошвой насыпи и слабым основанием. Синтетический материал не только упрощает производство насыпи и слабым основанием. Синтетический материал не только упрощает производство работ по возведению земляного полотна, но и обеспечивает лучшее распределение нагрузки на основание, более равномерное уплотнение насыпи и предохранение материала от загрязнения торфом или другим слабым грунтом. Благодаря этому осадка насыпи уменьшается и происходит за более короткий период времени.

Третий способ - это способ динамической консолидации. Здесь к поверхности грунта циклически прикладывается свободно падающие нагрузки (масса максимального груза достигает 40т). Ударные волны и высокие напряжения в грунте обусловливают компрессию пор, приводят к разжижению грунта и образования в нем трещин в результате перенапряженного состояния.

Таким методом уплотнение грунта производиться за несколько подходов.

Отношение b/H = 15,0/2,5 = 6. конечную осадку торфа вычисляем по формул

_{n n 0,38}

s = H = Н = 2,5 = 1,12 м,

где А = 0,9 - коэффициент, приближенно учитывающий ползучесть торфа.

Осадку во времени вычисляют по формуле s_t = us = 0,25 * 1,12 = 0,28 м. При односторонней фильтрации воды время достижения осадки

t = = = 0,071года ≈ 1месяц.

где Н_ф - длина пути фильтрации, Н_ф = Н.

s_t = 0,5*1,17 = 0,59м

t = = 0,27года ≈ 3 месяца.

s_t = 0,7*1,17 = 0,82м

t = = 0,56года ≈ 7 месяцев.

s_t = 0,8*1,17 = 0,94м

t = = 0,8 года ≈ 9 месяцев.

s_t = 0,90*1,17 = 1,05м

t = = 1,2года ≈ 14 месяцев.

s_t = 0,95*1,17 = 1,11м

t = = 1,6 года ≈ 19 месяцев.

s_t = 0,98*1,17 = 1,15м

t = = 2,1 года ≈ 25 месяцев.

s_t = 0,99*1,17 = 1,16м

t = = 2,5года ≈ 30 месяцев.

Рисунок 13 - расчет осадки насыпи на торфе: а - расчетная схема; б- развитие осадки во времени.