Примеры решения задач по оценке параметров уплотнения грунта и расчета деформаций в условиях нагружения близких одномерного обжатия

Пример 1. Основание поверхности сложено слабым пылевато-глинистым грунтом в водонасыщенном состоянии, мощность слоя 3,5м. По результатам компрессионных испытаний образцов грунта получена зависимость изменения коэффициента пористости от давлений (рис.). Определить коэффициенты сжимаемости грунта при р=1кг/см² и

Рис 6.3. График компрессионных испытаний грунта.

е₀=1,09; е₁=0,92; е₂=0,81; е₃=0,74; е₄=0,70; е₅=0,68; е₆=0,66.

Решение:

Принимается, что грунт не обладает структурной прочностью

е_н1=1,09; е_к1=0,81;

;

е_н2=0,92; е_к2=0,74;

;

е_н3=0,81; е_к3=0,7;

;

По мере уплотнения грунта его сжимаемость значительно снижается. При уплотнении давлением Р₀=0,5кг/см² сжимаемость снижается в 1,5 раза при уплотнении Р₀=1,0кг/см² а₀ снижается в 2,36 раза.

Пример 2. Основание строительного объекта с поверхности представлено слоем слабого пылевато-глинистого грунта в водонасыщенном состоянии, мощность слоя 3,5 м. Данные компрессионных испытаний принять из примера 1. Характеристики физического состояния грунта: е₀=1,09; Грунт предварительно уплотняется путем устройства насыпи из грунта высотой 3,5м. Определить характеристики уплотняемого грунта и осадку поверхностного слоя. Принять грунт слабого слоя во взвешенном состоянии.

Рис 6.4. Расчетная схема одномерного обжатия слоя слабого грунта.

Решение: Определить давление от собственного веса грунта в уплотненном слое на уровне средней зоны по высоте:

Определить уплотняющее давление от веса насыпи

Конечное давление при уплотнении

По графику компрессионных испытаний из примера 1:

е_н=1,07; е_к=0,85;

;

Осадка поверхности уплотняемого слоя составит

характеристики физического состояния грунта после уплотнения: е_р=0,85;

; ;

Пример 3. На грунтовом основании представленным с поверхности слоем слабого предварительно уплотненного грунта возводится здание на плитном фундаменте со средней величиной давлений по подошве Р_ср=7,5т/м². Глубина заложения фундамента 1,5м от существующей поверхности. Определить осадку фундамента, характеристики уплотняемого грунта принять по примеру 2. Результаты компрессионных испытаний принять по примеру 1.

Рис 6.5. Расчетная схема к определению давлений Р_н и Р_к в слое грунта под фундаментом зданий в виде сплошной плиты.

Решение: Начальное давление принимается равным конечному давлению при предварительном уплотнении грунта. Р_н=7,9т/м². Конечное давление принимается равным сумме давлений от зданий и среднее от собственного веса слоя грунта:

По графику из примера 1 е_н=0,85; е_к=0,74

Предварительное уплотнение слабого слоя грунта в основании обеспечило значительное снижение его доли в накоплении осадок здания. Осадка фундамента без уплотнения грунта составляет S=36,8+11,89=48,69см.

Пример 4. Слой слабого пылевато-глинистого грунта залегает на глубине 1,0м от поверхности, мощность слоя h=3,5м Характеристики грунта принять по примерам 1 и 2. Верхний слой грунта представлен песком мелким, водонасыщенным с характеристиками: S_z=1,0

Слабый слой грунта предварительно уплотняется путем устройства насыпи из грунта =1,83т высотой 3,5м. Определить показатели физических свойств грунта после уплотнения и осадку его поверхности в условиях задачи одномерного обжатия.

Рис. 6.6. Расчетная схема к определению давлений Р_н и Р_к в уплотненном слое слабого грунта способом пригруза насыпью на грунт.

Решение: Характеристики слоя уплотняемого грунта: е₀=1,09; S_z=1,0 ; ; Характеристики грунта верхнего слоя е=0,66; ; S_z=1,0; ; ; .

Давление от веса грунта на уровне средней высоты уплотняемого слоя

Давление уплотнения грунта ; .

По графику из примера 1: е_н=1,0; е_к=0,83

Осадка поверхности слоя слабого грунта после уплотнения составит:

Характеристики грунта после уплотнения: е_р=0,83; ; ;

Предварительное уплотнение обеспечивает компенсацию значительной доли осадки от обжатия слоя слабого грунта.