Механика Грунтов 2

СОДЕРЖАНИЕ: Задание № 1. Дать название глинистому грунту и определить его механические характеристики. Таблица 1. Вариант Естественная влажность, W Граница текучести WL

Задание № 1. Дать название глинистому грунту и определить его механические характеристики.

Таблица 1.

Вариант	Естественная влажность, W	Граница текучести W_L	Граница раскатывания Wp	Плотность сухого фунта pd, г/смЗ	Плотность частиц фунта p_s , г/смЗ
11	15,3	27.9	18,3	1,50	2,7

1. По заданным значениям влажностей определить: число пластичности I_Р , показатель текучести I_L .

I_L = = = -0,3125

I_P = W_L – W_P = 27.9-18,3= 9.6

2. По таблицам: Б.11; Б. 14; Б. 16 ГОСТ 25100-95, - в соответствии со своим вариантом (табл. 1) и полученными значениями I_Р и I_L , дать название глинистому грунту.

Суглинок термопластичный (I_L 0).

3. Используя плотность сухого грунта _d и плотность частиц грунта p_s рассчитать значение коэффициента пористости.

e = = = 0,8

4. Используя название грунта, значение коэффициента пористости е и показателя консистенции I_L , с помощью таблиц Г2 и ГЗ, приложение Г, СП 50-101-2004 [2], методом интерполяции определить механические характеристики С, ср и Е глинистого грунта.

Согласно таблице Г2: С=31; =24.

Согласно таблице Г3: Е=27.

Задание № 2. Определение гранулометрического состава смеси грунтов.

При строительстве некоторых инженерных сооружений (дорог, линий трубопроводов, компрессорных станций, буровых вышек и т.д.) необходимо в качестве фунта основания иметь грунт, обладающий определенными физическими и прочностными характеристиками. Если природный грунт участка строительства не отвечает этим требованиям, используют искусственные смеси грунтов с заданным гранулометрическим составом, который, в свою очередь, определяет свойства грунта.

Задание:

Два грунта, гранулометрический состав которых дан в таблице 2, смешаны в весовой пропорции, указанной в таблице 3. Определить гранулометрический состав смеси.

Таблица 2

Размер частиц, мм	Содержание частиц, %
Грунт 1	Грунт 2
2,0-1,0	1	5
1,0-0,5	3	27
0,5-0,25	5	30
0,25-0,1	8	25
0,1 -0,05	10	13
0.05-0.01	20
0,01-0,005	11
0,005	42

Таблица 3

№ варианта	11
грунт № 1/ грунт №2	3/2

Согласно условию смесь должна состоять из пяти весовых единиц, из которых четыре весовые единицы будут представлены грунтом №2 и одна грунтом №1. В этих 5 кг смеси фракции распределяются следующим образом:

фракция 2 - 1 мм. (3кг * 0,01)+(2кг * 0,05)=0,13 кг;

фракция 1 - 0,5 мм. (3кг * 0,03)+(2кг * 0,27)=0,63 кг;

фракция 0,5 - 0,25 мм. (3кг * 0,05)+(2кг * 0,3)=0,75 кг;

фракция 0,25 - 0,1 мм. (3кг * 0,08)+(2кг * 0,25)=0,74 кг;

фракция 0,1 - 0,05 мм. (3кг * 0,1)+(2кг * 0,13)=0,56 кг;

фракция 0,05 - 0,01 мм. (3кг * 0,2) =0,6 кг;

фракция 0,01 - 0,005 мм. (3кг * 0,11)=0,33 кг;

фракция 0,005 мм. (3кг * 0,42) =1,24 кг;

Рассчитанный таким образом суммарный вес фракций сведен в таблице 4.

Таблица 4

Размер частиц	Содержали частиц, кг		Итого, кг	Содержание частиц % в смеси
Размер частиц	грунт №1	грунт №2	Итого, кг	Содержание частиц % в смеси
2-1	0,01	0,2	0,13	2,6
1-0,5	0,03	1,08	0,63	12,6
0,5-0,25	0,05	1,2	0,75	15
0,25-0,1	0,08	1	0,74	14.8
0,1-0,05	0,1	0,52	0.56	11.2
0,05-0,01	0,2	-	0,6	12
0,01-0,005	0,11	-	0,33	6,6
0,005	0,42	-	1,24	24.8

Задание № 3. Определение давления грунта на подпорную стенку.

Необходимо определить условия нарушения общей устойчивости подпорной стенки воспринимающей горизонтальное усилие.

Давление грунта на подпорную стенку называется активным Е_а . Если же стенка под действием приложенных к ней сдвигающих сил стремится сама переместиться в сторону грунта, то она встречает со стороны грунта сопротивление, называемое пассивным давлением или отпором Е_п .

Подпорная стенка высотой Н (м) имеет заглубление фундамента п_загл . (м) и ширину 2b (м). Стенка удерживает песчаную засыпку с объемным весом р (т/м³ ) и углом внутреннего трения р. (варианты заданий приведены в таб.5. Необходимо:

1. Построить эпюру активного давления грунта на стенку, рассчитать полное давление грунта на стеку и определить точку его приложения.

Таблица 5

Вариант	Высота	Заглубление	Ширина	Объемный	Угол	Равномерная
стенки Н, м	фундамента	фундамента	вес грунта р,	откоса,	нагрузка Р₀ ,
h^загл, М	2b, м	г/см³	град.	т/м²
11	8.5	3	5	1,68	18	18

2. Построить эпюру активного давления грунта на стенку, при наличии равномерно распределенной нагрузки по поверхности засыпки Р₀ .

3. Построить эпюру пассивного давления (отпора) грунта, рассчитать полное пассивное давление Е_п и точку его приложения.

Методика выполнения.

1. Определение активного давления грунта без учета нагрузки на
поверхности засыпки.

а) поскольку давление грунта подчиняется линейному закону, то для
построения эпюры давления земли на стенку достаточно двух координат: вверху
и в уровне подошвы фундамента подпорной стенки.

Верхняя координата при отсутствии нагрузки на поверхность засыпки равна нулю. В уровне подошвы фундамента согласно формуле давления засыпки определяют следующим образом:

P_a =pHtg² (45- ) = 1680 *8.5*0,5278 = 7 537 кг/м²

б) полное активное давление на 1 м длины стенки определяется по формуле:

E_a = H² tg² (45 - ) = 0,5*1680*72.25*0,5278=32 032 кг/м²

в) точка приложения Е_а от подошвы фундамента стенки определяется по формуле:

e₁ = H =*8.5 = 2.83м

2. Определение активного давления грунта с учетом равномерно
распределенной нагрузки Р₀ на поверхности засыпки.

а) для построения распределения эпюры давления на стенку интенсивность
равномерно распределенной нагрузки заменяем фиктивной высотой грунта
засыпки h(м):

h = = =10,7142м.

Величина давления грунта в уровне подошвы фундамента определяется следующим образом:

P_a ^* = (H+h)tg² (45 – /2) = 1680(8.5+10,7142)*0,5278 = 17 037 кг/м²

б) величина полного активного давления на 1 м длины стенки по формуле
равна:

E_a ^* = (H+h)² tg² (45 – /2) = 0,5*1680*369.185*0,5278 = 175 650 кг/м²

в) точка приложения Е_а от подошвы фундамента стенки согласно формуле:

e₂ = * = = 3,84 м.

3.Определение пассивного давления грунта.

а) пассивное давление грунта на уровне обреза фундамента равно нулю; на уровне подошвы фундамента определяется по формуле:

P_n = h_загл tg² (45 + /2) = 1680*3*1,893= 9 540,72 кг/м²

б) полное пассивное давление грунта на 1 м длины стенки определяется следующим образом:

E_n = h_загл ² tg² (45 + /2) = 0,5*1680*9*1,893 = 14 311,08 кг/м²

e₃ = h_загл = *3 = 1

Задание № 4. Решить задачу в соответствии с исходными данными своего варианта (табл. 6).

1 м сухого песка весит y_d . Определить его удельный вес при влажности W, % и в состоянии полного водонасыщения W_sat , если задан коэффициент пористости е и плотность частиц грунта y_s .

Таблица 6

№ варианта	W,%	е, д.е.	Y_d , кН/м³	Ys, кН/м³
1	16,54	0,648	15,16	27,20

_d =

W_sat = = =

= _d (1+W_sat ) = _d (1+) = 15,16(1+) = 18,7 кН/м³ .

= _d (1+W) = 15,16(1+0,158) = 18,55 кН/м³ .

Задание № 5. Решить задачу в соответствии с исходными данными своего варианта (таблица 7).

После реконструкции (надстройки) многоэтажного здания, основание которого находилось в условиях, близких к условиям компрессионного сжатия, установлено, что коэффициент пористости грунта изменился на величину е.

Какой стала нагрузка на основание, если первоначальное давление под подошвой фундамента составляло Р₁ а коэффициент сжимаемости ш₀ = const?

Таблица 7