Определение расчетного сопротивления грунта основания для песков
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2 По механике грунтов
Выполнил: студент 3 курса Кокульев В.Н. шифр: 208914 ПГС «с» Проверил: Буслов А.С.
г. Москва, 2012 Содержание курсовой работы
1. Построение эпюры вертикальных нормальных напряжений………..…… 3
2. Определение вертикальных нормальных напряжений от собственного веса грунта …………………………………………………………………………… 7
3. Определение расчетного сопротивления грунта основания для песков…………………………………………………………………...........9
4. Определение расчетного сопротивления глинистых грунтов…................ 13
5. Расчет осадок фундаментов ……………………………………..…..……. 17
Список используемой литературы …………………………………….……... 19
Построение эпюры вертикальных нормальных напряжений
Теория При нагрузке, равномерно распределенной по прямоугольной площадке 2l1х2b1, вертикальные нормальные напряжения по вертикали, проходящей через центр этой площадки,
а через угловую точку площадки
где η=l1/b1=l/b, ζ=z/b1=2z/b и ζ 1= z/(2b1)= z/b
Из сопоставления формул (1) и (2) следует, что
т.е. вертикальное нормальное напряжение на глубине z под углом (corner) равномерно загруженной прямоугольной площадки в 4 раза меньше соответствующего напряжения на глубине z/2 под центром этой площадки
Для удобства пользования формулы (1) и (2) могут быть представлены в виде:
Где α -коэффициент (табл. 1), зависящий от η и ζ для σz0 и от η и ζ1 для σzc.
Табл. 1. Значения коэффициента α в формуле (4)
При нагрузке, распределенной по прямоугольной площадке по закону треугольника, вертикальные нормальные напряжения по вертикали, проходящей через угловую точку с координатами x = - l1 и у = - b1 ,
-
определяются суммированием напряжений (рис. 1). Наиболее распространенный случай в практике проектирования – учет взаимного влияния нескольких прямоугольных фундаментов. При этом широко используется метод угловых точек. Метод заключается в том, что вертикальные нормальные напряжения σz,А на глубине z по вертикали, проходящей через произвольную точку А (в пределах или за пределами рассматриваемого фундамента с давлением по подошве, равным р), определяются алгебраическим суммированием напряжений σсz,i в угловых точках четырех фиктивных фундаментов (рис. 2)
где σсz,J вертикальное нормальное напряжение, определяемое по формуле (2). Вертикальные нормальные напряжения σz по вертикали, проходящей через центр рассчитываемого фундамента, с учетом влияния соседних фундаментов или нагрузок на прилегающие площади определяются по формуле:
где σ'z - напряжение от нагрузок на рассматриваемый фундамент, k - число влияющих фундаментов; σz,А,i - дополнительное вертикальное нормальное напряжение на глубине z от i-го влияющего фундамента. Задача Требуется построить эпюры вертикальных нормальных напряжений σz по вертикалям, проходящим через центры двух смежных фундаментов Ф-1 и Ф-2 с учетом их взаимного влияния (рис. 1). Задание по последней цифре учебного шифра (208914):
Здесь С – расстояние между осью Х1 для Ф1 и осью Х2 для Ф2 (рис. 1).
Расчет Значение σz по оси фундамента Ф-1 получаем суммированием напряжений σz1 от давления р0 под самим фундаментом и дополнительного напряжения σz2 от влияния фундамента Ф-2. Последнее определяем методом угловых точек как сумму напряжений на рассматриваемой глубине в угловой точке М четырех загруженных площадей (фиктивных фундаментов): MLAI и MNDL с положительным давлением р0 и MKBI и MNCK – с отрицательным. Соотношение сторон указанных прямоугольников равны: для EFGH (Ф-1) η =4/3=1,3; для MLAI и MNDL η =6,5/2=3,25; для MKBI и MNCK η =3,5/2=1,75. Разбиваем основание на слои толщиной ∆h=0,8 м. При этом ∆ζ =2∆h/b=2*0.8/3=0.53; ∆ζ 1 = ∆h/b=0.8/3=0.27 (см. формулы (1-5)). Вычисления сводим в таблицу (2), в которой коэффициенты затухания напряжений по вертикали, проходящей через точку М относятся к прямоугольникам: α1- EFGH (Ф-1); α2 - MLAI и MNDL; α3 - MKBI и MNCK; α4 - ABCD (Ф-2),определен с учетом формул (5) и (6): α4=2 1/4 (α2 - α3); α = α1 + α4 учитывает влияние нагрузок на фундаменты Ф-1 и Ф-2 (значения коэффициентов а приняты по табл.1).
Таблица 2
Определение вертикальных нормальных напряжений от собственного веса грунта Теория Вертикальное нормальное напряжение σz от собственного веса грунта определяется по формуле
где n – число слоев грунта, расположенных выше рассматриваемой глубины; γi - удельный вес грунта i-го слоя; hi - толщина i-го слоя грунта. Удельный вес грунтов, залегающих ниже уровня подземных вод, но выше водоупора, определяется с учетом взвешивающего действия воды по формуле
где γs - удельный вес частиц грунта; γω - удельный вес воды, принимаемый равным 10кН/м3; е – коэффициент пористости грунта. Если удельный вес грунта определен при его полном водонасыщении (степень влажности Sr =1, γ = γsat ), то
При определении σz от собственного веса грунта в водоупорном слое необходимо учитывать давление столба воды, расположенного выше водоупора. Горизонтальные нормальные напряжения от собственного веса грунта
где ξ= μ(1- μ) - коэффициент бокового давления грунта (здесь –коэффициент поперечной деформации, принимается по табл. ) таблица μ
Задача Определить вертикальное нормальное напряжение σz от собственного веса грунта на глубине z = 9м при грунтовых напластованиях, показанных на рисунке 2: Верх 4-ого слоя-водоупор
Расчет Слой 1 – суглинок толщина слоя h1= 1,5м. выше уровня гровня грунтовых вод, h1= 0,5м. ниже уровня грунтовых вод; удельный вес γ1 = 15,35 кН/м3; удельный вес воды γω =10 кН/м3; е = 0,58 – коэфициент пористости.
Слой 2 – песок средней крупности h2 = 1 м. удельный вес частиц γ2 =17,6 кН/м3; удельный вес воды γω =10 кН/м3; γsb2 = 17,6 - 10=7,6 кН/м3.
Слой 3 – песок средней крупности h3 = 4 м. удельный вес частиц γ3 = 20,3 кН/м3; удельный вес воды γω =10 кН/м3; γsb3 = 20,3 - 10=10,3 кН/м3.
Слой 4 – глина, служащая водоупором h4 = 1 м. удельный вес частиц γ4 =20,5 кН/м3;
По формуле (8) на глубине z = 9 м получаем: σz = 1,5*15,35 +0,5*3,38 +1*7,6 +4*10,3+20,5*1+5,5*10 = 149,02кПа Значения ординат эпюры σz приведены на рисунке 2. Определение расчетного сопротивления грунта основания для песков
Теория Для вычисления расчетного сопротивления грунта основания используется формула R= γc1-γc2/ K . (МγКz x bγ11+Мq x d1γ´11+(Мq-1) x dв γ´11+Мc x C11) (12)
d1=hs+hcf . γ cf / γ11 где Kz = 1; K= 1,1 Таблица 2. Значения коэффициентов γс1 и γс2
Примечания: 1. Жесткую конструктивную схему имеют сооружения, конструкции которых приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований путем применения специальных мероприятий 2. Для сооружений с гибкой конструктивной схемой значение коэффициента γс2 принимается равным единице 3. При промежуточных значениях L/H коэффициент γс1 определяется интерполяцией Таблица 3. Значения коэффициентов Мγ, Мq, Мc
Коэффициенты М γ, М q и Мc, получены исходя из условия, что зоны пластических деформаций под краями равномерно загруженной полосы (рис.5) равны четверти ее ширины и вычисляются по следующим соотношениям:
Рис. 5. Зоны пластических деформаций в основании под краями равномерно загруженной полосы.
М γ= ψ /4; М q= 1+ ψ; Мc= ψctg φ11 ; (13)
где ψ=π/(ctg φ11+ φ11- π/2); φ11 - расчетное значение угла внутреннего трения, рад. При вычислении R значения характеристик φ11, с11, и γ11 принимаются для слоя грунта, находящегося под подошвой фундамента до глубины zR = 0,5 b при b<10 м и zR = t +0.1 b при b≥ 10 м (здесь t = 4 м). При наличии нескольких слоев грунта от подошвы фундамента до глубины zR принимаются средневзвешенные значения указанных характеристик. Аналогичным образом поступают и с коэффициентами γс1 и γс2. Значение R зависит не только от физико-механических характеристик грунтов основания, но и от искомых геометрических размеров фундамента – ширины и глубины его заложения. Поэтому определение размеров фундаментов приходится вести итерационным способом, задавшись предварительно какими-то начальными размерами.
Задача Определить расчетное сопротивление грунта основания для ленточного фундамента шириной b = 1,4 м. при следующих исходных данных. Проектируемое здание – 9 - этажное крупнопанельное с жесткой конструктивной схемой. Отношение длины его к высоте L/H =1,5 м. Глубина заложения фундаментов от уровня планировки по конструктивным соображениям принята d =1,7 м. Здание имеет подвал шириной B = 12 м и глубиной db =1,10 м. Толщина слоя грунта от подошвы фундамента до пола подвала hs = 0,3 м, толщина бетонного пола подвала hcf = 0,3 м, удельный вес бетона γcf = 23 кН/м3. Площадка сложена песками мелкими средней плотности маловлажными. Коэффициент швы γ´11 = 17 кН/м3. Нормативные значения прочностных и деформацпористости е = 0,74, удельный вес грунта ниже подошвы γ11= 18 кН/м3, выше подоионных характеристик приняты по справочным таблицам: φn= φ11= 23˚, сn = с11 = 2 кПа, Е = 28 MПа Задание по последней цифре учебного шифра
Задача Для вычисления расчетного сопротивления грунта основания используется формула
R= γc1-γc2/ K . (МγКz x bγ11+Мq x d1γ´11+(Мq-1) x dв γ´11+Мc x C11) (12)
d1=hs+hcf . γ cf / γ11 где Kz = 1; K= 1,1
для песка мелкого маловлажного и здания жесткой конструктивной схемы при L/H=1.5, γc1=1,3 и γc2 =1,3; по табличным данным при φ11 =23, Мγ = 0,69; Мq = 3,65; и Мc = 6,24. Поскольку значения прочностных характеристик грунта приняты по справочным таблицам, k=1,1 При b = 1,4 м < 10 м. kz =1.
Приведенная глубина заложения фундаментов от пола подвала по формуле d1 = 0.3+0.3 * 23/17 = 0,7 м.
Определяем расчетное сопротивления грунта основания:
R=1.3x1.3/1.1[0,69*1*1.4*18+3,65*0,7*17+(3,65-1)*1,1*17+6,24*1,9] =
=1,54*122,234=188,24 кПа. Предварительные размеры фундаментов назначаются по конструктивным соображениям или, исходя из значений расчетного сопротивления грунтов основания, приведенных в табл. 4.
Таблица 4. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ R0 КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ПЕСЧАННЫХ И ПЫЛЕВАТОГЛИН ИСТЫХ (НЕПРОСАДОЧНЫХ) ГРУНТОВ
Значения R0 при показателе текучести IL ≤0.5 даны перед чертой, при 0.5< IL ≤0.75 - за чертой.
Значения R0 для плотных песков даны перед чертой, для песков средней плотности - за чертой.
Значения R0 при IL=0 даны перед чертой, при IL=1 - за чертой. При промежуточных значениях е и IL значения R0 определяются интерполяцией. Значениями R0 допускается также пользоваться для окончательного назначения размеров фундаментов сооружений III класса, если основания сложено горизонтальными (уклон не более 0,1) выдержанными по толщине слоями, грунта, сжимаемость которых не увеличивается с глубиной в пределах двойной ширины наибольшего фундамента ниже глубины его заложения. Двойную интерполяцию при определении Р0 по табл. 4. Для пылевато-глинистых грунтов с промежуточными значениями IL и е рекомендуется выполнять по формуле (15) R0 (e, IL) = (e2 – e)/(e2 - e1 )[ (1 - IL) R0 (1, 0) + IL R0 (1, 1)] + (e - e1)/(e2 - e1)[(1- IL) x R0 (0, 0) + IL R0 (2, 1)] (15) где e1 и e2 - соседние значения коэффициента пористости в табл. 3 между которыми находится значение е для рассматриваемого грунта; R0 (1, 0) и R0 (1, 1) – значения R0 в табл. 4 при коэффициенте пористости е1, соответствующие значениям IL=0 и IL=1; R0 (2, 0) и R0 (2, 1) - то же, при е2. Значения R0 в табл. 4 относятся к фундаментам, имеющим ширину b1 и глубину заложения d1 м. При использовании значений R0 по табл.4 для окончательного назначения размеров фундаментов расчетное сопротивление грунта основания R определяется по формулам: при d1 ≤ 2м R = R0 [1 + k1 (b - b1 / b1 ) ] (d + d1 / 2d1); (16) при d1 > 2м R = R0 [1 + k1 (b - b1 / b1 ) ] + k2 γ´(d - d1) (17) где b и d - соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м; γ´-удельный вес грунта расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3; k1 - коэффициент принимаемый для крупнообломочных и песчаных грунтов (кроме пылеватых песков) k1=0,125 а для пылеватых песков, супесей, суглинков и глин k1=0,05; k2 - коэффициент принимаемый для крупнообломочных и песчаных грунтов k2 = 2,5 а для супесей, суглинков k2 = 2, а для глин k2 =1,5.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (669)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |