Механика грунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача №1

По результатам инженерно-геологических изысканий строительной площадки, сложенной песчаным и глинистым грунтами известны следующие характеристики: , _S, W, W _L, W_P, уровень грунтовых вод обнаружен в песчаном грунте.

Определите величины таких характеристик как _d, г_sw, n, e, S_r, I_P, I_L и классифицируйте грунт, определите величину модуля деформации Е и нормативные значения величин С и .

Дано:

Песчаный грунт

=1,94 г/см³

_S=2,64 г/см³

W=23%

Крупность песка - крупный

Глинистый грунт

=2,71 г/см³

_S=2,10 г/см³

W=19%

W _L=41%

W_P=18%

Найти: _d, г_sw, n, e, S_r, I_P, I_L

Решение:

Песчаный грунт

Вычислим плотность сухого грунта (плотность скелета грунта) по формуле:

где -- плотность грунта, г/см³;

W -- влажность грунта.

г/см³

Вычислим коэффициент пористости по формуле:

грунт песчаный влажность пористость

где _s -- плотность частиц грунта, г/см³;

_d -- плотность сухого грунта, г/см³.

Вычислим коэффициент водонасыщения-- степень заполнения объема пор водой по формуле:

где W -- природная влажность грунта;

е -- коэффициент пористости;

_s -- плотность частиц грунта, г/см³;

w -- плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Вычислим объем пор в единице объема грунта:

Удельный вес твердых частиц определим по формуле:

_s=_s·q=2,64•10=26,4 кН/м³

Удельный вес грунта определим по формуле:

=·q=1,94•10=19,4 кН/м³

Удельный вес сухого грунта определим по формуле:

_с=_d·q=1,58•10=15,8 кН/м³

Удельный вес воды определим по формуле:

_w= - _с=19,4 - 15,8=3,6 кН/м³

Пользуясь приложением А, табл.А7 методом интерполяции определим нормативные значения удельного сцепления с_п, кПа, угла внутреннего трения _п, град., и модуля деформации Е, МПа, песков четвертичных отложений

с_п=0, _п=38,5?, Е=31 МПа

Вычислим плотность сухого грунта (плотность скелета грунта) по формуле:

где -- плотность грунта, г/см³;

W -- влажность грунта.

г/см³

Вычислим коэффициент пористости по формуле:

где _s -- плотность частиц грунта, г/см³;

_d -- плотность сухого грунта, г/см³.

Вычислим коэффициент водонасыщения-- степень заполнения объема пор водой по формуле:

где W -- природная влажность грунта;

е -- коэффициент пористости;

_s -- плотность частиц грунта, г/см³;

w -- плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Вычислим объем пор в единице объема грунта:

Удельный вес твердых частиц определим по формуле:

_s=_s·q=2,71•10=27,1 кН/м³

Удельный вес грунта определим по формуле:

=·q=2,10•10=21,0 кН/м³

Удельный вес сухого грунта определим по формуле:

_с=_d·q=1,76•10=17,6 кН/м³

Удельный вес воды определим по формуле:

_w= - _с=21,0 - 17,6=3,4 кН/м³

Критерием физического состояния глинистых грунтов является (Jp; JL) (обозначения по СНиП 2.02.01 - 83*)

число пластичности:

J_p = W_L - W_p

показатель текучести:

J_L = (W - W_p )/(W_L - W_p)

где W_L=41% - граница текучести соответствует такой влажности, при незначительном увеличении которой, грунт переходит в текучее состояние;

W_p = 18% - граница раскатывания соответствует такой влажности, при незначительном уменьшении которой, грунт переходит в твердое состояние.

J_p = 41% - 18% = 23%

J_L = (19% - 18%)/(41% - 18%) = 23%

Пользуясь приложением А, табл.А8, 9 методом интерполяции определим нормативные значения удельного сцепления с_п, кПа, угла внутреннего трения _п, град., и модуля деформации Е, МПа, глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений

с_п=81 кПа, _п=21?, Е=28 МПа - глина.

Задача №2

По результатам полевых испытаний грунта статической нагрузкой, определить модуль деформации грунта.

Дано:

Грунт - супесь

d_ш=1,94 м

?=0,14 МПа

?S=18 мм

Найти: Е

Решение:

Рисунок 1

Модуль деформации грунта определим по формуле Шлейхера - Буссинеска:

где щ=0,8 - коэффициент, зависящий от жёсткости и формы подошвы штампа,

d_ш - диаметр штампа,

м - коэффициент бокового расширения грунта (коэффициент Пуассона),

м=0,35 - 0,37 - для супеси и песков

?Р -- приращение давления на штамп (в пределах линейной зависимости осадки от давления)

?S -- приращение конечной осадки, соответственное принятому интервалу давления

Задача №3

Методом угловых точек определить сжимающие напряжения на глубине z в точке О, находящейся, от контура равномерно загруженного прямоугольного фундамента размером lхb, на расстоянии а против середины длинной стороны.

Дано:

Р=0,3 МПа

l=2,9 м

b=1,8 м

a=0,2 м

z=1,4 м

Решение:

Сжимающее напряжение:

1) Рассмотрим прямоугольник AFOO': ,

б'₁= б'₂=0,78

2) Рассмотрим прямоугольник CEOO': ,

б'₃= б'₄=0,160

Тогда МПа

Ответ: Сжимающее напряжение МПа

Задача №4

Определить и построить эпюру природного вертикального напряжения в массиве грунта, представленном в таблице.

Дано:

Таблица 1

№	Вид грунта	h слоя, м	e	сS, г/см3	с, г/см3
1	супесь	3,2	0,56	2,5	1,83
2	супесь	1,4	0,72	2,1	1,82
3	глина	1,0	0,80	1,98	1,89

Уровень подземных вод находится на глубине hw=2,5 м от поверхности.

Решение

Первый слой - супесь до линии УПВ 2,5 м:

 кН/м²

кН/м³

Первый слой - супесь ниже линии УПВ: это водопроницаемый слой, поэтому удельный вес водопроницаемых грунтов равен:

где гs - удельный вес частиц грунта,

гw = 10 кН/м³ - удельный вес воды,

e - коэффициент пористости

кН/м³

кН/м²

кН/м³

Второй слой - супесь - это водопроницаемый слой

кН/м³

кН/м²

кН/м³

На границе второго третьего (водоупорного) слоя - глина третий слой испытывает гидростатическое давление водяного столба на своей поверхности:

 кН/м²

Третий слой (водоупорный) - глина:

кН/м²

кН/м³

Задача №5

Подпорная стенка высотой H имеет заглубление фундамента hзаг. Стенка удерживает засыпку с удельным весом , углом внутреннего трения и сцеплением С.

Построить эпюру активного давления грунта на стенку, рассчитать величину равнодействующего усилия и определить точку его приложения.

Построить эпюру пассивного давления (отпора) грунта, рассчитать величину равнодействующего усилия пассивного Еп и точку его приложения.

При наличии равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки Р0, построить эпюру активного давления грунта на стенку, рассчитать величину равнодействующего усилия и определить точку его приложения.

Дано:

с=1,8 г/см³

ц=11°

с=0,003 МПа

Р₀=21,0 кН/м²

Н=6,0 м

h_загл= 1,0 м

Решение:

1. Наибольшее горизонтальное напряжение с учетом сцепления



кН/м²

Связный грунт обладает способностью держать вертикальный откос высотой:

м

Полное активное давление грунта на стенку:

кН/м

м

2. Наибольшее горизонтальное напряжение с учетом сцепления:

кН/м²

Полное пассивное давление грунта на стенку:

кН/м

Точка приложения усилия

Еп: м

3. Представим равномерно распределенную нагрузку как некоторый слой грунта по давлением:

м

кН/м²

Напряжение у подошвы приложения равномерно распределенной нагрузки:

кН/м²

Точка приложения усилия Еa:

м

Полное активное давление грунта на стенку:

кН/м

Ответ:

- полное активное давление кН/м, точка приложения м

- полное пассивное давление кН/м, точка приложения м

- при наличии равномерно распределенной нагрузки:

кН/м, точка приложения м

задача №6

Графическим методом определите активное давление горизонтальной песчаной засыпки на шероховатую подпорную стенку высотой H, задняя грань которой наклонена под углом к вертикали. При выполнении расчетов величину угла внутреннего трения грунта о стенку ₀ примите из условия ₀=k.

Дано:

с=1,75 г/см³

ц=30°

k=0,85

Н=6,0 м

b= 3,0 м

в=+5°

Решение:

₀=k =0,85Ч30°=25,5°

На призму АОС действуют следующие силы:

- вертикальная сила (вес призмы обрушения)



где - объем призмы обрушения

кН

кН

кН

кН

- реакция подпорной стенки Е;

- реакция неподвижной части массива R.

Ответ: Е_{a max}=316 кН

Размещено на Allbest.ru

...