Контрольная работа по "Механика грунтов"

Вариант №82

Исходные  данные 

1. Суглинок пылеватый темно-серый:

- для расчета  по несущей способности:  γ = 15.1 кН/м³ ,  φ = 14, с = 4кПа;

 - для расчета по деформации: γ = 17.8 кН/м³ , 

φ = 16, с = 5кПа;

W = 0,41, W_L = 0,45, W_p =0,31,  γ_s = 26,9 кН/м³ , Е = 7000 кПа 

2. Песок среднезернистый  желтовато-серый:

- для расчета  по несущей способности:  γ = 16.4 кН/м³ ,  φ = 30^ْ;

- для расчета  по деформации: γ = 19,2 кН/м³ ,  φ = 35ْ;

W = 0,18, γ_s = 26,5 кН/м³ , Е = 31000кПа 
 

Оценка  инженерно-геологических

и гидрогеологических условий 

Определение физико-механических свойств грунтов 

                                             Песок 

- плотность скелета:

1627.1 кг/м³ 

- коэффициент  пористости:

0,628 

- пористость:

0,386 

- полная влагоемкость:

0,237 

- степень влажности:

0,759 
 

- удельный вес  с учетом взвешивающего действия  воды: 

(26,5 – 10)*(1 – 0,386) = 10,131 кН/м³ 

- коэффициент  относительной сжимаемости:

,    ,  ν = 0,25

0,83

2.6*10^-5 кПа^-1 

-коэффициент  сжимаемости:

2,6*(1+0,628)* 10^-5 = 4,23*10^-5 кПа^-1 ≈0,042 МПа^-1 

По плотности  сложения песок средней плотности, т.к. коэффициент пористости для  пылеватых песков

 е = 0,600< 0,628 < 0,80; по величине модуля деформации Е = 31МПа он относится к слабосжимаемым грунтам (Е≥15 МПа) 
 

                                                        Суглинок 

- плотность скелета:

1262,4 кг/м³ 

- коэффициент  пористости:

1,131 

- пористость:

0,531 

- полная влагоемкость:

0,42 

- степень влажности:

0,976 

- удельный вес  с учетом взвешивающего действия  воды:

(26,9 – 10)*(1 – 0,531) = 7,926 кН/м³ 
 

- число пластичности:

0,45 – 0,31 = 0,14 
 
 

- показатель  текучести:

0,714 

- коэффициент  относительной сжимаемости:

,    ,  ν = 0,3

0,26

  =0,004 МПа^-1 

-коэффициент  сжимаемости:

0,004*(1+1,131) = 0,009 МПа^-1 

Суглинок по консистенции – мягкопластичный, т.к. его индекс текучести I_L = 0,714

(0,50 < I_L ≤ 0,75); по величине модуля деформации Е = 7 МПа относится к среднесжимаемым грунтам (5 МПа <E< 15МПа). 

Для песка и  супеси для данного района строительства (г.Псков) нормативная глубина промерзания - 1,2 м. 

Глубину заложения  фундамента принимаем из расчета:

 d_fn = 1,2 x 1,2 = 1,44 м. 

  Определение расчетного сопротивления грунта 

Расчетное сопротивление  грунта находится по формуле:

где γ_с1, γ_с2 – коэф. условий работы;

      Mγ,  M_q,  M_c – коэф. принимаемые по СНиП 2.02.01-83;

      b=2 – ширина подошвы фундамента;

      γ_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже              рассматриваемой отметки;

      γ’_II – то же, залегающих выше рассматриваемой отметки;

      c_II – расчетное значение удельного сцепления грунта;

      d₁ – расстояние от уровня природного рельефа до рассматриваемой отметки.

Принимаем , γ_с2 =1, k = 1,  k_z =1. 

Вычислим расчетное  сопротивление несущего слоя (суглинка) на глубине заложения фундамента d₁ = 1,44

Для суглинка с углом внутреннего трения φ = 16ْ

Mγ = 0,36,  M_q = 2,43 ,  M_c = 4,99;

γ_с1 = 1,0.

с = 5кПа

кН/м³ 

γ’_II = 17.8 кН/м³

кПа 

Определим расчетное  сопротивление грунтов на отметках выше и ниже их границ на 0,5м.   

Для R₁

 кН/м³

γ’_II = 17.8кН/м³

75кПа 

Для R₂.  

 кН/м³

 кН/м³

 245,4 кПа

Расчетные характеристики для песка (φ = 30ْ)

Mγ = 1,15,  M_q = 5,59 ,  M_c 7,95;

γ_с1 = 1,1.

с = 0 кПа 

Для R₃ 

 кН/м³

 кН/м³ 

592,3 кПа 

Для R₄ 

 кН/м³

 кН/м³

1,3 x 1108,75 = 1441,4 кПа 

Определение несущей способности  основания 

 Вертикальная  составляющая силы предельного  сопротивления определяется по  формуле:

 

Приведенные длину и ширину фундамента принимаем:

L’ = 8 м

b’ = 2 м 

Безразмерные  коэффициенты несущей способности (φ_I=30):

N_γ = 12,39, N_q 18,4, N_c = 30,14 

Коэффициенты  формы фундамента:

при 

 

Расчетное значение удельного веса грунта, находящегося в пределах возможной призмы выпирания (H_c=4м) ниже/выше подошвы фундамента:

- для суглинка: γ = 15,5 кН/м³

 кН/м³

 кН/м³ 

Глубина заложения  фундамента d = 1,68 м

Удельное сцепление  грунта C_I = 0 кПа 

Подставив все  значения в формулу для определения  несущей способности, получим:

21x1118,3 = 23484,8 кПа

 

     Санкт-Петербургский  Государственный

     Архитектурно-Строительный Университет 
 

     Архитектурный институт 
 

                                           Кафедра механики грунтов 
 
 

     Контрольная работа 
 

     Выполнил  

     СПБ, 2010 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2011