Определение нормативных и расчетных значений физико-механических характеристик грунтов по данным динамического зондирования
В данной работе необходимо для каждого слоя определить нормативные значения следующих характеристик грунтов:
•удельного веса
где:
g− ускорение свободного падения. Единицы измерения удельного веса кН/м ;
−плотность грунта в естественном состоянии (г/см ).
• для водонасыщенных песков дополнительно определяется удельный вес грунта в водонасыщенном состоянии
где:
−удельный вес воды равный 10кН/м ;
−удельный вес твердых частиц грунта (определяется аналогично как и ).
Далее определяются нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов () по данным динамического зондирования в зависимости от величины (по табл. 5.4, 5.7, 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006). В рамках данной работы будем считать суглинки и супеси моренного, глины – озёрно-ледникового происхождения.
Расчетные значения характеристик грунтов для первой и второй группы предельных состояний:
• удельного веса ;
• угла внутреннего трения ;
• удельного сцепления
Определяются путём деления нормативных значений()на коэффициент надёжности по грунту , определяемых согласно ГОСТ 20522-96 «Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний». Принимаем коэффициенты надёжности по грунту равными:
• при определении расчетных значений удельного веса и : ;
• при определении расчетных значений : ;
• при определении расчетных значений :
− для удельного сцепления ;
• при определении расчетных значений :
− для песчаных грунтов ;
− для пылевато-глинистых .
Результаты определения физико-механических характеристик грунтов сводятся в таблицу 5.
ИГЭ 1
Первый инженерно-геологический элемент – глина тугопластичная, с условным динамическим сопротивлением Рд=3.7МПа (табл.1).
1. Определяем удельный вес грунта :
2. Определяем угол внутреннего трения и удельное сцепление :
По таблице 5.7 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для глины ледникового озёрного происхождения при Рд=3,7МПа угол внутреннего трения и удельное сцепление кПа.
3. Определяем модуль деформации грунта Е:
По таблице 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для глины ледникового озёрного происхождения при Рд=3.7 МПа модуль деформации Е составляет 18 МПа.
4. Определяем расчетные значения физико-механических характеристик грунтов для I и II группы предельных состояний:
−Расчетные значения удельного веса принимает равными:
−Значение удельного сцепления по I группе предельных состояний:
−Значение удельного сцепления по II группе предельных состояний:
−Значение угла внутреннего трения по I группе предельных состояний:
−Значение угла внутреннего трения по II группе предельных состояний:
ИГЭ 2
Второй инженерно-геологический элемент – песок крупный, средней прочности, водонасыщенный с условным динамическим сопротивлением Рд=4,7 МПа (табл.1).
1. Определяем удельный вес грунта :
2. Определяем угол внутреннего трения и удельное сцепление :
По таблице 5.4 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для песка крупного при Рд=4.7 МПа угол внутреннего трения и удельное сцепление .
3. Определяем модуль деформации грунта Е:
По таблице 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для песка крупного при Рд=4.7 МПа модуль деформации Е составляет 21.95 МПа.
4. Определяем расчетные значения физико-механических характеристик грунтов для I и II группы предельных состояний:
− Расчетные значения удельного веса принимает равными:
−Значение удельного сцепления по I группе предельных состояний:
−Значение удельного сцепления по II группе предельных состояний:
−Значение угла внутреннего трения по I группе предельных состояний:
−Значение угла внутреннего трения по II группе предельных состояний:
ИГЭ 3
Третий инженерно-геологический элемент – суглинок прочный магкопластичный с условным динамическим сопротивлением Рд=5.1 МПа (табл.1).
1. Определяем удельный вес грунта :
2. Определяем угол внутреннего трения и удельное сцепление :
По таблице 5.7 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для суглинка моренного происхождения при Рд=5.1 МПа угол внутреннего трения и удельное сцепление .
3. Определяем модуль деформации грунта Е:
По таблице 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для моренного суглинка при Рд=5.1 МПа модуль деформации Е составляет 22.32 МПа.
4. Определяем расчетные значения физико-механических характеристик грунтов для I и II группы предельных состояний:
− Расчетные значения удельного веса принимает равными:
−Значение удельного сцепления по I группе предельных состояний:
−Значение удельного сцепления по II группе предельных состояний:
−Значение угла внутреннего трения по I группе предельных состояний:
−Значение угла внутреннего трения по II группе предельных состояний:
Таблица 5
Нормативные и расчётные значения физико-механических характеристик
№ ИГЭ, название грунта | Удельный вес, кН/м3 | Удельное сцепление, кПа | Угол внутреннего трения, ° | Модуль деформ., МПа | ||||||
Е | ||||||||||
1.Глина тугопластичная | 19.8 | 19.8 | 19.8 | 56.375 | 37.583 | 56.38 | ||||
2.Песок крупный, средней прочности, водонасыщенный | 0,425 | 0,283 | 0,425 | 21,95 | ||||||
3.Суглинок мягкопластичный, прочный. | 19,1 | 19,1 | 19,1 | 43,125 | 28,75 | 43,125 | 22,32 |
Примечание: Для песчаных грунтов над чертой приведены значения удельного веса без учета взвешивающего действия воды, под чертой с учетом взвешивающего действия воды.
Построение инженерно-геологического разреза
Оформление инженерно-геологического разреза выполняется согласно требованиям СТБ 21.302-99 (прил. 9.6, прил. 10).
Инженерно-геологический разрез представляет собой схему напластования грунтов, полученную по данным проходки инженерно-геологических выработок (скважин).
Таблица 6
Мощность слоя по скважинам
Вариант | № слоя | Мощность слоя по скважинам, м | ||
2,5 | 2,0 | 1,5 | ||
3,5 | 3,0 | 3,5 | ||
3,5 | 4,0 | 4,5 |
− расстояние между скважинами – 21 м;
− отметка устья скважины № 1 – 144,12 м;
− отметка устья скважины № 2 – 143,34 м;
− отметка устья скважины № 3 – 144,78 м.