Механика грунтов

Министерство транспорта Российской Федерации

ГОУВПО (Дальневосточный государственный

университет путей сообщения)

Кафедра: «Железнодорожный путь,

основания и фундаменты» 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Механика грунтов»

                      Выполнила: Рогозняк Ю.В.

КТ07-ПГС-068

                                                                                       Проверил: Федоренко Е.В.

Хабаровск 2011

Задача №1:

Определение напряжений от собственного веса грунта (природного или бытового давления).

табл.1.1 исходные данные.

Напряжения от собственного веса грунта имеют значение для свеженасыпанных земляных, сооружений, оценки природной уплотненности грунтов и в расчетах осадок оснований фундаментов. При горизонтальной поверхности грунта напряжения от собственного веса будут увеличиваться с  глубиной.

Вертикальное напряжение от собственного веса грунта представляет собой вес столба грунта над рассматриваемой точкой с площадью поперечного сечения, равной единице.

При постоянном удельном весе грунта γ по глубине по оси z напряжения определяется по формуле:

(1.1)

В точке 1 на глубине 1,5м. = 18,5*1,5=27,75 кПа

В точке 2 на глубине 3м. =1,5*9,8=14,7кПа

В точке на глубине 3м. =1,5*18,5=27,75кПа

В точке 3 на глубине 8м. =((8-3)*19,8)+1,5=100,5кПа

В точке 3 на глубине 8м. =[0.35/(1-.35)]*100.5=53.26кПа

Горизонтальные напряжения   и также увеличивается с глубиной и определяется по формуле:

                                                                                                      (1.2)

  где: - коэффициент бокового давления грунта;

- коэффициент относительных поперечных деформаций, аналогичный коэффициенту Пуассона упругих тел.

Коэффициент Пуассона принимается равным для суглинков -0,35.

                                                                                                             (1.3)
 

Результаты расчета представлены на графике (рис.1.1).

Задача №2:

Определение напряжений в грунтовом основании от действия прямоугольной нагрузки, приложенной на его поверхности.

табл.2.1 исходные данные.

Определить сжимающие напряжения под центром и под серединой длиной стороны загруженного прямоугольника размером в плане 1.2×4.6 на глубине z=0; 0.5b; 1b; 2b от поверхности при внешней нагрузке интенсивностью p=0.26МПа.

Под центром загруженной площади ;                                          (2.1)

z=0                         =0                                          =1            = 0,26МПа

z=0.5b                    =2(z/b) =2(0.5*1.2/1.2) =1    =              =

z=b=1.2                  =2(1.2/1.2) =2                       =              =

z=2b=2*1.2=2.4      =2(2.4/1.2) =4                       =                =

Значения определяются по табл.2.1 методического пособия в зависимости от параметров и , для промежуточных значений – интерполяцией.

Для точки под серединой длиной стороны прямоугольной площади загрузки, разделяем её на два прямоугольника размером 1,2×2,3 м так, чтобы рассматриваемая точка была бы угловой. Для первого прямоугольника размером 1,2×2,3м.

z=0                         =0                                      = = 0,25       

z=0.5b=0,6             =z/b =0,6/1,2 =0,5              ==               

z=b=1.2                  =1.2/1.2 =1                        ==              

z=2b=2*1.2=2.4      =2.4/1.2 =2                       ==              

Так как прямоугольники 1 и 2 имеют одинаковые размеры =, то                                                                                                             (2.2)

z=0              = 2*0.25*0.26=0.13МПа

z=0.6                            =

z=1.2                            =

z=2.4                            =

Результаты расчета в графической форме показаны на рис.2.1.

Задача №3:

Расчет осадки слоя грунта под действием сплошной равномерно-распределеной нагрузки (одномерная задача теории компрессионного уплотнения грунтов).

Таблица 3.1 исходные данные.

Определить стабилизационную осадку слоя грунта высотой 2,6м, под действием сплошной равномерно распределенной нагрузки 0,32МПа. Грунт характеризуется коэффициентом относительной сжимаемости 0,018МПа и коэффициентом Пуассона грунта 0,32.

Определяем параметр:

                                                                                                            (3.1)

Вычисляем модуль деформации грунта по формуле:

                                                                                                                    (3.2)

Полная стабилизированная осадка слоя грунта будет равна:

                                                                                                                    (3.3)

Рис.3.1. Схема сжатия при сплошной нагрузке: a-расчетная схема; б-компрессионная кривая.

Задача №4:

Расчет устойчивости массивной подпорной стены.

Таблица 4.1 данные для расчета давления грунта на подпорную стенку.

Подпорные стенки сооружают в случаях, когда необходимо поддерживать массив грунта в равновесии и когда устойчиво искусственного откоса невозможно.

1.      Строится эпюра активного давления при

                                                         (4.1)                   

где:

           и - параметры сопротивления сдвигу грунта засыпки

Определяется ордината z, при которой значение

1,5

2.      Определяется величина активного давления

                                                (4.2)

381.84кН

3.      Определяется точка приложения силы от подошвы фундамента стены:

                                                                                                                                                           (4.3)                

4.      Строиться эпюра пассивного давления по формуле:

                                                                                                   (4.4)

при                                   

при                                            

5.      Определяется величина пассивного давления:

                                                          (4.5)

Определяется ордината приложения силы от подошвы фундамента стены по формуле:

                                                                                                                                      (4.6)

6.      Определяется вес 1 погонного метра подпорной стены.

                                                                                                                                                          (4.7)

где: F-площадь сечения АБВГ; -удельный вес бетона 24кН/м

     7. Проверяем устойчивость стены против опрокидывания относительно точки «А»

                                                                                         (4.8)

где:

            - момент силы удерживающих стену

Стена на опрокидывание устойчива с достаточным запасом.

8. Проверяется устойчивость стены на плоский сдвиг. Кроме силы , сдвигу сопротивляется сила трения Т по подошве стены.

                                                                                                    (4.9)

где: -коэффициент трения для суглинков=0,30

Устойчивость стены заданных размеров против сдвига не обеспеченна т.к. коэффициент не должен быть меньше 1,3.