ЗАДАНИЕ 2. РАСЧЕТ ОСАДОК ОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ

ЗАДАНИЕ 1. ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ

1.1.НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ГРУНТОВОГО МАССИВА

Напряжения в любой точке грунтового массива до возведения сооружения создаются весом выше залегающих слоев грунта. Природные напряжения возрастают с глубиной. После возведения сооружения в грунтовом массиве возникают дополнительные напряжения, они, наоборот, с глубиной убывают. Напряженное состояние грунтового массива может быть определено через главные, касательные и нормальные напряжения. Ниже рассматриваются способы определения, в грунтах дополнительных напряжений, возникающих от веса сооружения.

ГЛАВНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Главные напряжения характеризуют напряженное состояние в заданной точке грунтового массива в целом, вне зависимости от ориентации площадок, проведенных через заданную точку. Они являются самым большим (σ₁) и самым меньшим (σ₂) из всех полных напряжений в этой точке. Величина главных напряжений σ₁ и σ₂ направление их действия изменяется с изменением положения рассматриваемой точки в грунтовом массиве.

Направление действия большего главного напряжения (σ₂) от нагрузки, приложенной к гибкой бесконечной полосе, совпадает с биссектрисой угла видимости α. Направление действия меньшего главного напряжения (σ₂) перпендикулярно направлению действия большего главного напряжения. Величина главных напряжений в рассматриваемом случае определяется зависимостями:

(1.1)

(1.2)

где Р₀ - давление на грунт;

α - угол видимости, заданный в радианах,

Значение главных напряжений можно определить по графику, построенному в относительных координатах:

,

где V - условная ордината точки грунтового массива;

d - условная абсцисса точки грунтового массива

z - расстояние точки от оси подошвы фундамента.

Коэффициенты μ и ν на кругах напряжений отвечают значениям главных напряжений при
единичной нагрузке. Следовательно, искомые равны: ; (1.3)

(1.4)

Пример 1.1

Поверхность загружена полосообразно, равномерно распределенной нагрузкой с интенсивностью Р₀ - 2 гкс/см². Ширина полосы загружени.я 2b =2м. Определить величину и направление действия главных напряжений σ₁ и σ₂ в точке. А с координатами х = 2 м. z= 4 м; построить эпюры главных напряжений для точек, лежащих на вертикальном сечении 1-1 (d = 0) и горизонтальном сечении II-II (V = 1).

Решение:

1) Cоставляется схема решения задачи;

2) Определяется значение угла видимости а (в радианах), по условию примера оно

равно 0.399;

3) По формулам (1.1) и (1.2) определяется значение главных напряжений:

σ₁ = 2/3,14(0,399 + 0,388) = 0,50 кгс/см²

σ ₂ = 2/3,14(0,399 - 0, 388) = 0,01 кгс/см²

 

4) величину главных напряжений определяем при помощи графика.

 

По условиям примера относительные координаты точки А равны:

;

На графике (рис 17.4 учебника) находим точку с этими координатами, она располагается между кругами напряжения с углами видимости α = 25°. Интерполируя, находим α = 23°. аналогично находим значения переходных коэффициентов μ и ν, они соответственно равны

μ = 0.250; ν = 0.006. Окончательно получаем:

кгс/см^2;

кгс/см²

5) большее главное напряжение направлено по биссектрисе угла видимости, меньшее
перпендикулярно направлению большего главного напряжения;

6) при построении эпюр напряжений ординаты г и абсциссы х рекомендуется принимать с шагом от 1.2 b до 2.0 b

Пример 1.2

Дамба, имеющая ширину по основанию 2b= 36 м, ширину по верху 3м и заложение откосов 1:1,5 имеет удельный вес грунта γ= 2тс/м³.

Определить значение главных напряжений в точке А расположенной по оси дамбы на глубине z = 13.5м от ее подошвы

Решение

1) составляем схему решения:

2) определяем давление от веса грунта по оси дамбы р₀. Для этого контуры дамбы
приближаем к очертаниям равнобедренного треугольника, несколько увеличив его высоту.
При заложении откосов насыпи 1:1.5 и полуширине верха дамбы 1,5 м ее условная
(с небольшим завышением) высота Н составит: Н = 36/2/1,5 = 12, а среднее давление по оси
дамбы на уровне ее подошвы:

3) По относительным координатам на графике определим значение переходных коэффициентов. При d= 0, v= 0,75 главные напряжения будут равны:

кгс/ см²

кгс/см²

ЗАДАНИЕ 2. РАСЧЕТ ОСАДОК ОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ

 

Определить методом послойного суммирования осадку ленточного фундамента шириной b м. Глубина заложения подошвы фундамента от поверхности природного рельефа d м. среднее давление под подошвой фундамента Р кПа. Основание сложено следующими тремя инженерно-геологическими элементами (ИГЭ):

ИГЭ I – маловлажный мелкий песок, средней плотности с коэффициентом пористости е, с удельным весом γ,кН/м³, модулем деформации Е, МПа;*

ИГЭ II – песок средней крупности насыщенный водой с коэффициентом пористости е₂, удельным весом γ₂ кН/м³, и модулем деформации Е₂, МПа;

ИГЭ III – Суглинок полутвердый, озерный с показателем текучести I_L, удельным весом γ₃ кН/м³, и модулем деформации Е₃, МПа

Мощность ИГЭ соответственно 2,8 м; 4,21 м;6,0 м.

Грунтовые воды на участке строительства обнаружены на глубине 2,8 м.

Вычертить расчетную схему, на которой показать эпюры напряжений от собственного веса σ_zg и внешней нагрузки σ_zр.

Предельно допустимая осадка S=10 см

 

Исходные данные к заданию 2

вариант	b, м	d, м	Р, кПа	е1	γ1, кН/м3	е2	γ2, кН/м3	IL	γ3, кН/м3
1.	1.10	1.70		0.55	17.8	0.54	18.0	0.15	18.1
2.	1.20	1.40		0.56	17.6	0.50	19.2	0.17	17.8
3.	1.15	1.45		0.57	18.7	0.52	19.1	0.20	18.5
4.	1.30	1.50		0.58	17.7	0.55	19.4	0.21	17.9
5.	1.10	1.60		0.59	18.2	0.56	19.3	0.18	18.0
6.	1.25	1.70		0.60	18.5	0.55	18.7	0.20	18.3
7.	1.10	1.80		0.65	18.1	0.60	18.5	0.21	18.0
8.	1.15	1.40		0.70	18.3	0.65	18.6	0.22	18.4
9.	1.20	1.45		0.75	18.5	0.60	19.0	0.15	18.1
10.	1.25	1.50		0.55	18.6	0.50	19.1	0.17	18.5
11.	1.10	1.55		0.60	18.7	0.55	19.2	0.19	18.3
12.	1.15	1.60		0.65	18.9	0.60	19.5	0.20	18.5
13.	1.20	1.65		0.70	18.1	0.68	19.0	0.22	18.7
14.	1.25	1.70		0.55	18.2	0.52	18.7	0.23	18.0
15.	1.30	1.75		0.60	18.3	0.58	18.5	0.15	17.9
16.	1.10	1.80		0.65	18.7	0.60	19.3	0.16	18.5
17.	1.15	1.40		0.70	18.6	0.65	19.5	0.17	18.0
18.	1.20	1.45		0.55	18.5	0.51	19.4	0.18	18.7
19.	1.25	1.50		0.60	17.9	0.54	18.5	0.19	18.1
20.	1.30	1.55		0.65	17.8	0.60	18.6	0.21	18.2
21.	1.10	1.60		0.67	17.9	0.65	19.0	0.15	18.3
22.	1.15	1.65		0.68	18.0	0.60	19.2	0.20	18.5
23.	1.20	1.70		0.70	18.2	0.65	18.7	0.16	18.7
24.	1.25	1.50		0.72	18.3	0.60	18.5	0.18	18.0
25.	1.30	1.55		0.75	18.5	0.70	19.1	0.17	18.4
26.	1.10	1.60		0.65	18.6	0.60	19.2	0.18	18.1
27.	1.15	1.65		0.70	18.4	0.65	19.4	0.20	18.2

 

Задание 3. Темы рефератов:

 

Вориант 0 - Физические свойства грунтов.

 

Вариант 1 – Основные закономерности механики грунтов.

 

Вариант 2 – Морозное пучение грунтов.

 

Вариант 3 - Природное строение грунта.

 

 

Вариант 4 - Деформирование грунтов под нагрузкой.

 

 

Вариант 5 – Теория линейно-деформируемой среды.

 

 

Вариант 6 – Теория предельного состояния грунта.

 

 

Вариант 7 – Устойчивость откосов и склонов.

 

 

Вариант 8 - Реологические свойства грунтов.

 

 

Вариант 9 – Динамические нагрузки на грунт

 

 

Приложение 1.

Исходные данные к Заданию 1(к примеру 1.1)

 

вариант параметры

р0, кгс/см2

2b, м

.!-'

x, м

ш

z, м

Исходные данные к Заданию1 (примеру 1.2)

 

вариант параметры
2b, м
Заложение откосов	1:1,5	1:1,2	1:1,5	1:1,4	1:1,2	1:1,3	1:1,4	1:1,5	1:1,2	1:1,2	1:1,3	1:1,4	1:1,5	1:1,3	1:1,4	1:1,5	1:1,4	1:1,3	1:1,4	1:1,4
γ, тс/м3.	2,0	2,0	2 1	2,1	1,9	1,9	1,8	2,0	2,1	1,8	2,0	2,1	2,2	1,9	1.9	2,0	2,1	1,8	2,0	2,1
z, м
Ширина по верху	2 метра

 

 

Литература

 

1. Основания и фундаменты: Справочник/Г.И. Швецов, И.В. Носков, А.Д. Слободян, Г.С. Госькова; Под ред. Г.И. Швецова. – М.: Высшая школа, 1991. – 383 с.

2. СНИП 2.02.01.-83. Основания зданий и сооружений/Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1985. – 40 с.

3. Швецов, Г.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты: Уч. для ВУЗов по спец. «Строительство». – М.: Высшая школа, 1987. – 296 с.

4. Абуханов, А.З. Механика грунтов: Учебное пособие/А.З. Абуханов. Ростов н/Дону: Феникс, 2006. – 3582 с.

5. Бартоломей, А.А. Механика грунтов: Учеб. Пособие/АСБ, Москва, 2004,304с.

6. Цитович, Н.А. Механика грунтов/Н.А. Цитович. – М.: Госстройиздат, 1963.

7. ВяловС.С.Реологические основы механики грунтов.– М.:

Высшая школа. 1978.- 447с.

8. Мангушев Р.А. Механика грунтов: Учебник/ Р.А.Магнушев,

В.Д.Карлов, И.И.Сахаров: Изд-во Ассоциации строительных вузов,2009 – 264с.

 

* Е МПа – определяется по [1] таблицы 2.10,2.12 или СНИП 2.02.01.-83 таблицы – 1;2 Приложение 1.