Определение физических характеристик грунта

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

 

Проверил: Г. В. Коннаков

Выполнил: гр.723 Д. П. Князева

Нижний Новгород

Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

На рис. 2 приведен инженерно-геологический разрез, выполненный по данным трех буровых колонок. Указанное расстояние между буровыми скважинами соответствует их положению на плане размещения геологических выработок (рис.1).

Площадка характеризуется благоприятными условиями для строительства, т.к имеет относительно ровный рельеф и плавно изменяющиеся очертания границ слоев грунта.

В геологическом отношении площадки строительства представлена следующими инженерно-геологическими элементами:

I-песок крупный,маловлажный. Толщина 1-3 м, который не может быть использован в качестве естественного основаниядля фундаментов здания, т.к он имеет рыхлое сложение е=0.75.

II-супесь полутвердая,=17.1 кН/ ,е=0.9, =0.3,Е=19590 кПа, =170 кПа, толщина 2-5 м, который может быть использован в качестве естественного основания.

III-песок средней крупности,влажный. =18.6 кН/ ,е=0.63,Е=20900 кПа, =400 кПа, толщина 3-6 м, который может быть использован в качестве естественного основания.

 

 

 

Определение физических характеристик грунта

 

Инженерно геологический элемент 1

 

Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнение к определенным в геодезической лаборатории.

r_s =2,65г/см³ –плотность частиц

r =1,68г/см³ -плотность грунта

g₁₁ =17,1 кН/м³ - удельный вес

w =11% - весовая влажность

j₁₁=28 ° - угол внутреннего трения

 

Название грунта определяется по числу пластичности [1, табл. П.2.4]

I_p = w_L-w_p ,где

w_L – влажность на границе текучести

w_p – влажность на границе раскатывания

I_p=0 - песок

Гранулометрический состав песка:

Масса частиц крупнее 2мм =0,4%<25%

Масса частиц крупнее 0,5мм=11,1%<50%

Масса частиц крупнее 0,25мм=51,9%>50% т.е. песок крупный [1,табл.П.2.1]

 

Коэффициент пористости определяется по формуле

,где

w - весовая влажность

r_s –плотность частиц

r -плотность грунта

 

в соответствии с [1, табл. П 2.3] песок характеризуется рыхлый

Пористость

Плотность грунта во взвешенном водой состоянии определяется по формуле

r_sb =(r_s-r_w)×(1-n),где

r_s -плотность частиц

r _w -плотность воды

r_sb = (2,65-1)×(1-0,43)=0,94 г/см³

 

Удельный вес во взвешенном водой состоянии

g_sb = r_sb×g

g_sb = 0,94×10=9,4 кН/м³

 

Плотность грунта в сухом состоянии определяется по формуле

,где

w-весовая влажность

r -плотность грунта

г/см³

 

Удельный вес в сухом состоянии

g_d = r_d×g

g_d =1,51 ×10=15,1 кН/м³

 

Степень влажности песка определится по формуле

,где

S_r –степень влажности песка

w - весовая влажность

е – коэффициент пористости

-плотность частиц грунта

-плотность воды

В соответствии с [1, табл. П.2.2] песок характеризуется как влажный

 

 

Расчетное сопротивление песка средней крупности, средней плотности составит

R₀=400 кПа

[1, табл. П.3.1]

 

результаты определений заносим в сводную таблицу 1

 

Инженерно геологический элемент 2

Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнение к определенным в геодезической лаборатории.

r_s =2,68г/см³ –плотность частиц

r =1,62г/см³ -плотность грунта

g₁₁ =15,9 кН/м³ - удельный вес

w =16% - весовая влажность

w_p =14% -граница раскатывания

w_L=20% - граница текучести

j₁₁=17 ° - угол внутреннего трения

C_II=10кПа - удельное сцепление

 

Название грунта определяется по числу пластичности [1, табл. П.2.4]

I_p = w_L-w_p ,где

w_L – влажность на границе текучести

w_p – влажность на границе раскатывания

I_p=20-14 =6 % - супесь

 

По показателю текучести [1, табл. П. 2.5]

 

 

,где

w_p – влажность на границе раскатывания

w - весовая влажность

супесь характеризуется как полутвердая

 

Коэффициент пористости определяется по формуле

,где

w - весовая влажность

r_s –плотность частиц

r -плотность грунта

 

Пористость

 

Плотность грунта во взвешенном водой состоянии определяется по формуле

r_sb =(r_s-r_w)×(1-n),где

r_s -плотность частиц

r _w -плотность воды

r_sb = (2,68-1)×(1-0,48)=0,87 г/см³

 

Удельный вес во взвешенном водой состоянии

g_sb = r_sb×g

g_sb = 0,947×10=8,7 кН/м³

 

Плотность грунта в сухом состоянии определяется по формуле

,где

w-весовая влажность

r -плотность грунта

 

г/см³

Удельный вес в сухом состоянии

g_d = r_d×g

g_d =1,397×10=13,97 кН/м³

 

Расчетное сопротивление супеси составит

R₀=170 кПа

При е=0,92

[1, табл. П.3.1]

 

 

Инженерно геологический элемент 3

 

Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнение к определенным в геодезической лаборатории.

 

r_s =2,66г/см³ –плотность частиц

r =1,89г/см³ -плотность грунта

g₁₁=18,6 кН/м³ - удельный вес

w=16% - весовая влажность

j₁₁=38° - угол внутреннего трения

 

Название грунта определяется по числу пластичности [1, табл. П.2.4]

I_p = w_L-w_p ,где

w_L – влажность на границе текучести

w_p – влажность на границе раскатывания

I_p=0 - песок

Гранулометрический состав песка:

Масса частиц крупнее 2мм =0,4%<25%

Масса частиц крупнее 0,5мм=11,1%<50%

Масса частиц крупнее 0,25мм=51,9%>50% т.е. песок крупный [1,табл.П.2.1]

 

Коэффициент пористости определяется по формуле

,где

w - весовая влажность

r_s –плотность частиц

r -плотность грунта

 

в соответствии с [1, табл. П 2.3] песок характеризуется средней плотности

Пористость

Плотность грунта во взвешенном водой состоянии определяется по формуле

r_sb =(r_s-r_w)×(1-n),где

r_s -плотность частиц

r _w -плотность воды

r_sb = (2,66-1)×(1-0,38)=1,03 г/см³

 

Удельный вес во взвешенном водой состоянии

g_sb = r_sb×g

g_sb = 1,03×10=10,3 кН/м³

 

Плотность грунта в сухом состоянии определяется по формуле

,где

w-весовая влажность

r -плотность грунта

г/см³

 

Удельный вес в сухом состоянии

g_d = r_d×g

g_d =1,643 ×10=16,43 кН/м³

 

Степень влажности песка определится по формуле

,где

S_r –степень влажности песка

w - весовая влажность

е – коэффициент пористости

-плотность частиц грунта

-плотность воды

В соответствии с [1, табл. П.2.2] песок характеризуется как влажный

 

 

Расчетное сопротивление песка средней крупности, средней плотности составит

R₀=400 кПа

[1, табл. П.3.1]

 

результаты определений заносим в сводную таблицу 1

 

Тип грунта		Песок (крупный)	Супесь	Песок (ср.крупности)
Удельный вес твердых частиц, кН/м3	gs	27,1	16,2	26,6
Удельный вес, кН/м3	g11	17,1	15,9	18,6
Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии, кН/м3	gsb	9,4	8,7	10,3
Удельный вес сухого грунта, кН/м3	gd	15,1		16,43
Коэф. пористости	е	0,75 рых	0,9	0,63 ср.пл
Пористость	n	0,43	0,48	0,38
Природная влажность	w	0,11	0,16	0,16
Коэф. водонасыщения	Sr	0,338 маловлаж	0,29 маловлаж	0,559(влажный)
Влажность на границе текучести	wl	-	0,20	-
Влажность на границе раскатывания	wp	-	0,14	-
Число пластичности	Ip	-		-
Показатель текучести	Il	-	0,3	-
Угол внутреннего трения, градус	j11
Модуль деформации, кПа	Е
Расчетное сопротивление грунта оснований, кПа	Ro
Удельное сцепление, кПа	С11

Физико-механические характеристики грунтов Таблица 2