Размещено на http://www.allbest.ru/

28

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Государственный

Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра геотехники

Контрольная работа по дисциплине:

Механика грунтов

Выполнила студентка гр. С-3

Даркович Любовь

Шифр 36

Санкт-Петербург 2012

Содержание

• Задание на контрольную работу
• 1. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов. Определение расчетного давления на грунты оснований
• 2. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования
• 3. Расчет основания по несущей способности при вертикальной и наклонной нагрузке (на выпор)
• Список литературы
• Задание на контрольную работу

Таблица 1 Расчетные характеристики физико-механических свойств грунтов

Номер грунта	Наименование грунта	Для расчета по несущей способности	Для расчета по деформациям	Удельный вес твердых частиц грунта S , кН/м3	Влажность W	Предел текучести WL	Предел раскатывания WР	Коэффициент фильтрации kФ, см/с	Модуль деформации E , кПа
		Удельный вес грунта I , кН/м3	Угол внутреннего трения I , град	Сцепление сI , кПа	Удельный вес грунта II , кН/м3	Угол внутреннего трения II , град	Сцепление сII , кПа
1	Глина	15,5	14	22	18,2	16	30	26,9	0,39	0,50	0,30	3,110-8	7500
4	Суглинок	18,3	20	20	21,5	24	40	26,5	0,15	0,24	0,11	2,310-8	22000
15	Песок пылеватый	16,3	26	-	19,0	30	-	26,5	0,26	-	-	8,110-4	17000

1. Оценка инженерно-геологических условий и свойств грунтов. Определение расчетного давления на грунты оснований

Определение недостающих характеристик физико-механических свойств каждого слоя:

Глина

1. Естественная плотность грунта

2. Удельный вес скелета грунта

.

3. Коэффициент пористости

.

4. Пористость

.

5. Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

где --удельный вес воды.

6. Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению:

7. Степень влажности грунта

По степени влажности грунт насыщен водой ().

8. Число пластичности

По числу пластичности грунт является глиной ().

9. Показатель текучести

По значению I_L грунт - глина - находится в тугопластичном состоянии ().

10. Вычисление коэффициента относительной сжимаемости:

,

где -

Величина коэффициента Пуассона принята ориентировочно для глин - 0,42. геологический грунт фундамент

По коэффициенту относительной сжимаемости - среднесжимаемый грунт

(; )

Суглинок

1. Естественная плотность грунта

2. Удельный вес скелета грунта

.

3. Коэффициент пористости

.

4. Пористость

.

5. Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

6. Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению

7. Степень влажности грунта

8. Число пластичности

По числу пластичности грунт является суглинком ().

9. Показатель текучести

По значению I_L грунт - суглинок - находится в тугопластичном состоянии ().

10. Вычисление коэффициента относительной сжимаемости: ,

где

Величина коэффициента Пуассона принята ориентировочно для суглинка - 0,35.

По коэффициенту относительной сжимаемости - слабосжимаемый грунт

(; )

Песок пылеватый

Естественная плотность грунта

Удельный вес скелета грунта

.

Коэффициент пористости

.

Пористость

.

Удельный вес грунта, с учетом взвешивающего действия воды

Влажность грунта, соответствующая полному его водонасыщению

Степень влажности грунта

По степени влажности грунт насыщен водой ().

Вычисление коэффициента относительной сжимаемости: ,

где

Величина коэффициента Пуассона принята ориентировочно для пылеватых песков - 0,25.

По коэффициенту относительной сжимаемости - среднесжимаемый грунт

(;

Определение величин расчетных сопротивлений R для всех пластов основания при ширине подошвы фундамента b=1 м:

k-коэффициент, принимаемый равным 1,0;

М, M_q, M_c-- коэффициенты, принимаемые в зависимости от значения ;

k_z-коэффициент, принимаемый равным 1 при b<10 м;

b-ширина подошвы фундамента, м;

_II-расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³;

);

c_II-расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_I-глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений.

Данные по грунтам из СНиП 2.02.01-83:

Таблица 2

Грунт		M?	Mq	Mc	kz
Глина	1,2	0,29	2,17	4,69	1
Суглинок	1,2	0,51	3,06	5,66	1
Песок пылеватый	1,1	0,84	4,37	6,90	1

Точка №1. d₁=0,5 м

;

;

;

Точка №2. d₂=3,0 м

;

;

Точка №3. d₃=4,0 м

;

;

Точка №4. d₄=6,0 м

;

;

Точка №5. d₅=7,0 м

;

;

Точка №6. d₆=11,0 м

;

;

На рассматриваемой площадке под строительство в г. Петрозаводске произведены инженерно-геологические изыскания расположены 5 скважин глубиной 12м. на расстоянии 30,35,43,46м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 2м. Геологическим разрезом вскрыты следующие напластования грунтов. Верхний слой - глина - мощностью от 0 до 6м. Грунт является среднесжимаемым и находится в тугопластичном состоянии, со следующими характеристиками , , , . Второй слой - суглинок - мощностью от 0,5 до 11м. Грунт слабосжимаемый, находится в тугопластичном состоянии, со следующими характеристиками , , , . Третий слой - песок пылеватый доходит до низа скважин, является среднесжимаемым имеет характеристики , , , .

По результатам оценки инженерно-геологических условий делаем вывод о возможности строительства проектируемого сооружения на рассматриваемой площадке и выборе несущего слоя основания. В качестве несущего слоя основания можно использовать песок средней крупности, для свайного фундамента глину.

2. Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования

Определение значения расчётного сопротивления R на уровне заложения подошвы фундамента при b=1 м.

d

Расчетную глубину сезонного промерзания грунта d_f, м, определяют по формуле:

м, где

d_fn - нормативная глубина промерзания, м;

k_h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения;

- коэффициент условий промерзания грунта, учитывающий изменчивость климата;

м

м

Так как уровень подземных вод находится ниже расчётной глубины промерзания - морозного пучения не произойдёт

Определение площади подошвы фундамента А и его размеров в плане: ширины b и длины l.

,

где l и b - размеры фундамента, принимаемые по двум последним цифрам шифра в зачетке: большая цифра - длина фундамента l, меньшая цифра - ширина фундамента.

Принимаем размеры подошвы фундамента l=6м, b=3м. Следовательно, площадь фундамента составит 18 м².

Уточнение R при установленной ширине подошвы фундамента и принятой по «Схематической карте нормативных глубин промерзания глин и суглинков».

Определение абсолютной осадки основания фундамента S и сравнение с предельной величиной деформации основания S_u установленной для рассматриваемого типа здания или сооружения.

Целью расчета является ограничение абсолютных перемещений фундаментов и подземных конструкций такими пределами, при которых гарантировалась бы нормальная эксплуатация сооружения и не снижалась бы его долговечность.

Расчет сводится к удовлетворению условия:

SS_u

где S - совместная деформация основания и сооружения, определяемая расчетом;

S_u - предельное значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое по прил.4 [3]

Осадка основания S может быть рассчитана различными методами, и в частности с использованием схемы в виде линейно деформируемого полупространства или слоя, методом эквивалентного слоя, предложенным Н. А. Цытовичем, или же методом ограниченной сжимаемой толщи (Б. И. Далматова).

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.

Осадка основания S с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

где =0,8-безразмерный коэффициент;

_zp.i-среднее, значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней z_i-1 и нижней z_i границах слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента;

h_i и Е_i- соответственно толщина и модуль деформации i-гo слоя грунта;

n- число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

Для построения эпюр _zg и _zp разбивают толщу грунта ниже подошвы фундамента на элементарные слои. При однородном основании высота элементарного слоя h_i может быть принята равной 0,4b, а при неоднородном основании, принимают h_i0,4b таким образом, чтобы одна из точек находилась на границе двух различных по составу грунтов.

В нашем случае высота элементарного слоя h_i0,4*3,0=1,2м.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента _{zg 0} при планировке срезкой определится по формуле:

_{zg 0}=d

_{zg 0}=18,22,5=45,5 кН/м².

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта _zg на границе слоя, расположенного на глубине z от подошвы фундамента, определяется по формуле

где _i и h_i - удельный вес и толщина i-го слоя грунта.

Дополнительное вертикальное давление на основание на уровне подошвы фундамента определяют по формуле:

_{zp 0}=p₀=p-_{zg 0} ,

где p - среднее давление под подошвой фундамента.

_{zp 0}=258,97-45,5 =213,47 кН/м² .

Дополнительные вертикальные нормальные напряжения на глубине z от подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, определятся по формуле:

_{zp 0}=p₀

где - коэффициент, принимаемый по табл. 1 прил. 2 СНиП в зависимости от формы подошвы фундамента, соотношения сторон прямоугольного фундамента =l/b и относительной глубины =2z/b.

Нижняя граница сжимаемой толщи основания условно находится на глубине z=H_с там, где _zp=0,2_zg, если модуль деформации этого слоя или непосредственно залегающего под этой границей больше или равен 5 МПа. Если же E<5 МПа, то граница сжимаемой толщи определяется исходя из условия _zp=0,1_zg.

Для удобства вычисления конечной осадки определяемые величины сведены в таблицу:

Величины, используемые при расчете осадок фундаментов по методу послойного суммирования

Таблица 3

Грунт	Номер точки	z , м	zg	=l/b	=2z/b		zp	0,2 zp	zp i
Глина	0	0	45,5	2,0	0	1,000
	1	1,5			1	0,792
Суглинок	2	3			2	0,463
	3	4,5			3	0,278
Супесь	4	6			4	0,176
	5	7,5			5	0,122
	6	9			6	0,087

Мощность сжимаемого слоя Н_с=?м. Осадку вычисляем по следующей формуле:

Осадка фундамента 7,5 см - меньше предельно допустимой осадки фундаментов .

3. Расчет основания по несущей способности при вертикальной нагрузке (на выпор)

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления N_II (несущей способности) основания, сложенного нескальными грунтами, определяется по формуле

,

Где l? и b? - приведенная длина и ширина фундамента, вычисляются по формулам:

;

;;, где

, l и b - длина и ширина подошвы фундамента

Таблица 4

Грунт	цI	N?	Nq	Nc	c1
Глина	14	1,163	3,573	10,32	22

кН

Список литературы

1. Механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания по изучению курса, задания на курсовой проект и указания по его выполнению (I). Л.: ЛИСИ, 1984. 34 с.

2. Механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания по выполнению курсового проекта (II). Л.: ЛИСИ, 1985.

3. Основания зданий и сооружений. СНиП 2.02.01--83. М.: Стройиздат, 1985.

4. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. под ред. Долматова.- M: АСВ; 1999.

5. Основания и фундаменты. СНиП 3.02.01--83. М.: Стройиздат, 1983.

Размещено на Allbest.ru