Механика грунтов

Примечание:

1. Грунты основания насыпи принимаются по приложению №1.
2. При расчете осадки следует руководствоваться указаниями, изложенными в приложении №2 СНиП 2.02.01-83.
3. При построении расчетной схемы следует принять масштаб расстояний 1:50, а масштаб напряжений – 10 кПа в 1 см.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

1. Осадка основания определяется по формуле:

,

                                   

 где  b = 0,8 – коэффициент, зависящий от бокового расширения;

  - среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-ом слое грунта, равное полусумме указанных напряжений, на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центральную ось насыпи;

Ei, hi – соответственно толщина и модуль деформации i-го слоя грунта;

n – число слоев, на которое разбито сжимаемая толща основания.

 

2. Сжимающие напряжения  определяются по формуле: 

 

= α*P, где

α – коэффициент, принимаемый  по таблице , приложения 2 СНиП 2.02.01-83, в  зависимости от относительной глубины, равной ﻉ = 2Z/В, для h≥10 (Z –расстояние от подошвы насыпи до точки, в которой определяется величина дополнительного напряжения; В – ширина подошвы насыпи);

Р – расчетное давление на поверхности основания насыпи.

 

3. Вертикальное напряжение  от собственного веса грунта, определяется по формуле:

 

   , где

 

- соответственно удельный вес  и толщина i-го слоя грунта.

 

Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод , но выше водоупора, должен приниматься с учетом взвешивающего действия воды .

=      , где

 

- удельный вес частиц грунта

 

=

- удельный вес воды, = 10 кН/м³

 

 

 

Расчеты:

1. Определяем напряжение от собственного веса грунта на кровле водоносного горизонта:

 

=  (4,5-3,0)*1,98*10 = 29,7 кПа

 

2. Напряжение на подошве водоносного горизонта с учетом взвешивающего действия воды:

 

  т/м³

29,7+(4,5-3,0)*1,03*10 = 45,15 кПа

 

3. Напряжение природного  давления на подошве второго  слоя грунта:

 

   т/м³

45,15+0,89*2,5*10 = 67,4 кПа

 

4. Напряжение природного давления на кровле водоупора:

 

= 67,4+1*12,5*10 = 192,4 кПа

 

5. Строим эпюру

 

6. Определяем напряжения  для построения эпюры дополнительных  давлений

 

ﻉ ₁ =                              α₁ = 0,898

0,898*100 = 89,8кПа

 

ﻉ ₂ =                                α₂ = 0,857

0,857*100 = 85,7кПа

 

ﻉ ₃ =                              α₃ = 0,827

0,827*100 = 82,7 кПа

 

ﻉ ₄ =                                α₄ = 0,699

0,699*100 = 69,9кПа

ﻉ ₅ =                             α₅ = 0,482 

 

0,482*100 = 48,2 кПа

 

7. Расчет осадки основания:

 

S=0,8 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №4:

Определить величину полной стабилизированной осадки основания  столбчатого фундамента автовокзала, проектируемого в надпойменной террасе в районе скважины, используя метод эквивалентного слоя грунта. Размеры фундамента в плане 2,1 x 1,8 м, глубина заложения подошвы d = 1,65 м, среднее давление на грунт под подошвой Р = 250 кПа. Произвести расчет изменения осадки основания фундамента во времени, построить график затухания осадки.

Примечания:

1. Грунты основания и фундамента принимаются по приложению №1.
2. При определении мощности эквивалентного слоя грунта к-т Пуассона (коэффициент поперечного расширения грунта) можно принять для сжимаемой толщи с преобладанием глинистых грунтов ∂=0,3, а с преобладанием песчаных грунтов - ∂=0,2.
3. При построении расчетной схемы принять масштаб расстояний М 1:50. Масштаб для построения графика затухания осадки выбираем самостоятельно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные формулы  для решения:

1. Р₀  – дополнительное давление на подошве фундамента, кПа;

h_экв – толщина эквивалентного слоя грунта, м;

МVт – коэффициент относительной сжимаемости грунта.

2. Сжимаемая толща  грунта: Н_е = 2h_ЭКВ.

3. Толща эквивалентного  слоя: H_ЭКВ = Aωв, где

в – ширина подошвы  фундамента, м.

Aω – коэффициент эквивалентного слоя, зависящий от бокового расширения грунта, от формы и жесткости фундамента.

4. Дополнительное вертикальное давление на основание:

 

Р₀ = P – σ_zgo ,   где

Р – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

σ_zgo – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

5. Средний коэффициент относительной сжимаемости:

 

  , где 

n – число слоев грунта в пределах сжимаемой зоны.

n_i - мощность i-го слоя грунта

М_Vi – коэффициент относительной сжимаемости грунта

Zi – расстояние от нижней точки, соответствует глубине Н_с эквивалентной треугольной эпюры до середины i-го слоя грунта

 

Решение:

1. Определим величину эквивалентного слоя грунта

 

По таблице 5.6 Н.А. Цитовича определяем коэффициент эквивалентного слоя методом интерполяции:

Аω = 1,36

h_экв =1,36*1,8 = 2,45м.

 

2. Определяем сжимаемую толщу грунта:

Н_с =2h_экв = 2*2,45=4,90м.

 

3. Определяем вертикальное напряжение от собстве