Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Контрольная работа - Механика грунтов - файл 1.doc


Контрольная работа - Механика грунтов
скачать (718.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc719kb.20.12.2011 09:31скачать

содержание

1.doc





ЗАДАЧА № 1.

Физико-механические свойства грунтов

Номера

Глубина отбора образца, м

Возраст грунтов

Мощность элемента по скважинам, м

УГВ, м

^ Плотность, т/м3

Влажность, %

Содержание частиц, % размером, мм

^ Отметки устья скважин

варинта

скважины

образца грунта

1

2

грунта ρ

частиц грунта ρS

природная W

на границе

крупнее 2

2-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

менее 0,1

H1

H2

текучести WL

раскатывания WP

6

I

I

II

II

I

II

III

IV

2,1

4,1

8,1

12,9

аQIII

аQII

аQII

аQII

3,3

2,2

5,0

3,8

2,6

3,3

3,9

4,2

6,2

1,83

2,07

2,00

1,88

2,72

2,67

2,66

2,74

26,0

15,1

24,0

30,0

30,8

18,6

-

42,0

19,8

12,0

-

23,0



4,52



31,48



29,83



20,64



13,53

225,10

224,10


Образец грунта №1.
Разновидность глинистых грунтов по числу пластичности

^ Разновидность глинистых грунтов

Число пластичности IP

супесь

1-7

суглинок

7-17

глина

>17


Разновидность глинистых грунтов по показателю текучести

^ Разновидность глинистых грунтов

Показатель текучести IL, %

Супесь




-твердая

<0

-пластичная

0-1

-текучая

>1

Суглинки и глины




-твердые

<0

-полутвердые

0-0,25

-тугопластичные

0,25-0,5

-мягкопластичные

0,5-0,75

-текучепластичные

0,75-1

-текучие

>1


IP=WL-WP=30,8-19,8=11 число пластичности, т.е. образец - суглинок.

показатель текучести, т.е. образец – мягкопластинный суглинок .
Классификация образца №1 согласно ГОСТа 25100-95:

^ II-ой класс - природный дисперсный грунт;

группа - связный;

подгруппа - осадочный;

тип - минеральный;

вид - глинистый;

разновидность – суглинок мягкопластичный.
Образец грунта №2.
IP=WL-WP=18,6-12=6,6 число пластичности, т.е. образец - супесь.

показатель текучести, т.е. образец – пластичная супесь.
Классификация образца №2 согласно ГОСТа 25100-95:

^ II-ой класс - природный дисперсный грунт;

группа - связный;

подгруппа - осадочный;

тип - минеральный;

вид - глинистый;

разновидность – пластичная супесь.
Образец грунта №3.



строки

Гранулометрический состав образца №3

1

2

3

4

5

6

7

1

Диаметр частиц, мм

> 2,0

2,0...0,5

0,5…0,25

0,25…0,1

< 0,1

2

Содержание, %

4,52

31,48

29,83

20,64

13,53

3

Совокупное содержание, %

100

95,48

64

34,17

13,53


Разновидность грунтов по гранулометрическому составу

^ Разновидность грунтов

Размер зерен, частиц d, мм

Содержание зерен, частиц,

% по массе

Пески:







гравелистый

>2

>25

крупный

>0,50

>50

средней крупности

>0,25

>50

мелкий

>0,10

75

пылеватый

>0,10

<75

Сравниваем таблицы гранулометрического анализа и классификации по ГОСТу:

частиц крупнее 2 мм содержится 4,52 % т.е. песок не гравелистый,

частиц крупнее 0,5 мм содержится 36 % (4,52+31,48), т.е. песок не крупный,

частиц крупнее 0,25 мм содержится 65,83 % (4,52+31,48+29,83), т.е. песок характеризуется как средней крупности.

^ Классификация крупнообломочных грунтов и песков ГОСТ-25100-95

^ По коэффициенту водонасыщения Sr

Разновидность грунтов

Коэффициент водонасыщения

Sr

Малой степени водонасыщения

0-0.50

Средней степени водонасыщения

0.50-0.80

Насыщенные водой

0.80-1.00

По степени неоднородности гранулометрического состав грунтов и песков Сu

^ Разновидность грунтов

Показатель неоднородности гранулометрического состава, Сu

Однородный грунт

3

^ Неоднородный грунт

>3

По коэффициенту пористости песков е

Разновидность песков

^ Коэффициент пористости, е

Пески гравелистые, крупные, средней крупности

Пески мелкие

^ Пески пылеватые

Плотный

<0.55

<0.60

<0.60

Средней плотности

0.55-0.70

0.60-0.75

0.60-0.80

Рыхлый

>0.70

>0.75

>0.80

Кривая гранулометрического состава образца №3



d 10 = 0,083 мм d 60 = 0,454мм

Степень неоднородности образца №3: ≥3 (неоднородный);

^ Коэффициент пористости образца №3: (средней плотности);

Коэффициент водонасыщения образца №3: (насыщенный водой)
^ Классификация образца №3 согласно ГОСТ 25100-95:

II-ой класс - природный дисперсный грунт;

группа - несвязный;

подгруппа - осадочный;

тип - минеральный;

вид - пески;

разновидность - песок средней крупности, неоднородный, средней плотности, насыщенный водой.
^ Образец грунта №4.
IP=WL-WP=42-23=19 число пластичности, т.е. образец - глина.

показатель текучести, т.е. образец – тугопластичная глина.
Классификация образца №4 согласно ГОСТа 25100-95:

^ II-ой класс - природный дисперсный грунт;

группа - связный;

подгруппа - осадочный;

тип - минеральный;

вид - глинистый;

разновидность – тугопластичная глина.


^ ЗАДАЧА № 2.

Исходные данные:

1. Глубина отбора образца грунта 4,1 м;

2. Плотность грунта ρ = 2,07 т/м³ (г/см³)

Давление Рі (кПа)

Коэффициент пористости еі

0

0,470

50

0,465

100

0,452

200

0,442

400

0,435

Давление под подошвой фундамента Р2 = 350 кПа


Природное давление грунта на глубине отбора: Р1=ϒH=ρgH=2070*9,8*4,1=83173 Па

Р1 = 83,2 кПа (0,083МПа) соответствующий коэффициент пористости е1 = 0,456.

Давление под подошвой фундамента Р2 = 0,350 мПа, соответствующий коэффициент пористости е2 = 0,437.
Компрессионная кривая



^ Коэффициент сжимаемости (мПа -1);

m0>0,05 - грунт сильносжимаемый

Коэффициент относительной сжимаемости (мПа -1),

где е0 –начальный коэффициент пористости грунта в естественном состоянии.

Модуль деформации (мПа),

где β-коэффициент, принимаемый для песков - 0,8, супесей - 0,7, суглинков – 0,5, глин – 0,4.

^ ЗАДАЧА № 3.

варианта

Нормальные напряжения (МПа)

Касательные напряжения (МПа)

1

2

3

1

2

3

6

0,1

0,2

0,3

0,124

0,2

0,25


Для построения графика проводят прямую линию, занимающую среднее положение между точками
График сопротивления сдвигу от нормального напряжения для глин.


^ Прочностная характеристика глинистых грунтов:

τ=σ*tgϕ+с ;

tgϕ= (τ3- τ1)/(σ3- σ1)=(0,25-0,124)/(0,3-0,2)=0,63

ϕ=arctg0,63=32° угол внутреннего трения

с= τ11*tgϕ=0,124-0,1*0,63=0,061 сцепление грунта

^ ЗАДАЧА № 4.

Исходные данные: N1 = 1200 кH; N2 = 800 кН; N3 = 1400 кH; r1 = 1 м; r2 =2 м; z = 3 м .
Эпюры напряжений от совместного действия сосредоточенных сил:

на вертикали I-I Z1-5 , на горизонтали II-II Z6-9 (кПа).


Расчёт значений Z1-5 и Z6-9 по точкам..



Индексы при переменных соответствуют индексам при действующих силах.


r1=1 z1=3 r1/z1=0,33 K1=0,3687

r2=2 z2=3 r2/z2=0,67 K2=0,1889

r3=4 z3=3 r3/z3=1,33 K3=0,0374

Напряжение в т. 1 (кПа):




r1=0 z1=3 r1/z1=0 K1=0,4775

r2=1 z2=3 r2/z2=0,33 K2=0,3687

r3=2 z3=3 r3/z3=0,67 K3=0,1889

Напряжение в т. 2 (кПа):




r1=1 z1=3 r1/z1=0,33 K1=0,3687

r2=0 z2=3 r2/z2=0 K2=0,4775

r3=2 z3=3 r3/z3=0,67 K3=0,1889

Напряжение в т. 3 (кПа):





r1=2 z1=3 r1/z1=0,67 K1=0,1889

r2=1 z2=3 r2/z2=0,33 K2=0,3687

r3=1 z3=3 r3/z3=0,33 K3=0,3687

Напряжение в т. 4 (кПа):





r1=3 z1=3 r1/z1=1 K1=0,0844

r2=2 z2=3 r2/z2=0,67 K2=0,1889

r3=0 z3=3 r3/z3=0 K3=0,4775

Напряжение в т. 5 (кПа):





r1=1 z1=1 r1/z1=1 K1=0,0844

r2=0 z2=1 r2/z2=0 K2=0,4775

r3=2 z3=1 r3/z3=2 K3=0,0001

Напряжение в т. 6 (кПа):




r1=1 z1=2 r1/z1=0,5 K1=0,2733

r2=0 z2=2 r2/z2=0 K2=0,4775

r3=2 z3=2 r3/z3=1 K3=0,0844

Напряжение в т. 7 (кПа):




r1=1 z1=4 r1/z1=0,25 K1=0,4103

r2=0 z2=4 r2/z2=0 K2=0,4775

r3=2 z3=4 r3/z3=0,5 K3=0,2733

Напряжение в т. 8 (кПа):





r1=1 z1=6 r1/z1=0,17 K1=0,4446

r2=0 z2=6 r2/z2=0 K2=0,4775

r3=2 z3=6 r3/z3=0,33 K3=0,3687

Напряжение в т. 9 (кПа):





^ ЗАДАЧА № 5

Исходные данные: Р = 290 кПа ; l =2,5 м; b = 1,9 м.
Эпюры напряжений от действия распределённой нагрузки по вертикали М3.



Метод угловых точек: т. М3 проецируется на контур загруженного прямоугольника cdef. Напряжение в точке определяется как сумма 2х угловых напряжений от равных прямоугольников М3kcd и М3kef: σZM3ZI+ σZII=0,25*Р(αIII)=0,25*Р*2α

ξ=z/0,5b

η=l/b=2,5/0,5*1,9=2,63;

Значение коэффициента интерполируется из табличных η=2,4 и η=3,2

ξ0=0; ξ1=1,1; ξ2=2,1; ξ3=4,2; ξ4=6,3.

Коэффициент α для фундаментов

ξ

η

σZM3

2,4

2,63

3,2




0,8

0,876

0,877

0,879




1,1




0,776




112,5

1,2

0,739

0,742

0,749




2

0,505

0,512

0,530




2,1




0,491




71,2

2,4

0,419

0,428

0,449




4

0,214

0,224

0,248




4,2




0,209




30,3

4,4

0,185

0,194

0,218




6

0,110

0,117

0,136




6,3




0,109




15,7

6,4

0,099

0,106

0,122




^ ЗАДАЧА № 6

Исходные данные: Р1 =250 кПа; Р2 =100 кПа; b=8 м; b1=4 м; z =2 м ;

Эпюры напряжений от действия полосообразной нагрузки в точках на вертикали М1 и на горизонтали 1-6.



1. Расчёт по горизонтали 1-6.

Т.1.

Прикладываем фиктивную нагрузку klm. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=8/2=4 IП = 0,5

Для фиктивной нагрузки

a/z=8/2=4 b/z=8/2=0 IФ = 0,42

Сжимающие напряжения:

Z1 = IП 1IФ*(Р12) =0,5*250-0,42(250-100) = 62 кПа
Т.2.

Для нагрузки, действующей слева. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=2/2=1 IЛП = 0,41

Для фиктивной нагрузки

a/z=2/2=1 b/z=0/2=0 IЛФ = 0,23

Для нагрузки, действующей справа. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=6/2=3 IПП = 0,485

Для фиктивной нагрузки

a/z=6/2=3 b/z=0/2=0 IПФ = 0,39

Сжимающие напряжения:

z2 = =(IЛПР1 IЛФ0,25(Р12))+(IПП1-0,25(Р12))-IПФ0,75(Р12)) =(0,41*250-0,23*0,25(250-100))+(0,485(250-0,25(250-100))-0,39*0,75(250-100))=153,06 кПа
Т.3.

Для нагрузки, действующей слева. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=3/2=1,5 IЛП = 0,46

Для фиктивной нагрузки

a/z=3/2=1,5 b/z=0/2=0 IЛФ = 0,3

Для нагрузки, действующей справа. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=5/2=2,5 IПП = 0,483

Для фиктивной нагрузки

a/z=5/2=2,5 b/z=0/2=0 IПФ = 0,375

Сжимающие напряжения:

z3 = =(IЛПР1 IЛФ0,375(Р12))+(IПП1-0,375(Р12))-IПФ0,625(Р12)) =(0,46*250-0,3*0,375(250-100))+(0,483(250-0,375(250-100))-0,375*0,625(250-100))=156,55 кПа
Т.4.

Для нагрузки, действующей слева. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=5/2=2,5 IЛП = 0,483

Для фиктивной нагрузки

a/z=5/2=2,5 b/z=0/2=0 IЛФ = 0,375

Для нагрузки, действующей справа. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=3/2=1,5 IПП = 0,46

Для фиктивной нагрузки

a/z=3/2=1,5 b/z=0/2=0 IПФ = 0,3

Сжимающие напряжения:

z4 = =(IЛПР1 IЛФ0,625(Р12))+(IПП1-0,625(Р12))-IПФ0,375(Р12)) =(0,483*250-0,375*0,625(250-100))+(0,46(250-0,625(250-100))-0,3*0,375(250-100))=140,59 кПа
Т.5.

Для нагрузки, действующей слева. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=6/2=3 IЛП = 0,485

Для фиктивной нагрузки

a/z=6/2=3 b/z=0/2=0 IЛФ = 0,39

Для нагрузки, действующей справа. При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=2/2=1 IПП = 0,41

Для фиктивной нагрузки

a/z=2/2=1 b/z=0/2=0 IПФ = 0,23

Сжимающие напряжения:

z5 = =(IЛПР1 IЛФ0,75(Р12))+(IПП1-0,75(Р12))-IПФ0,25(Р12)) =(0,485*250-0,39*0,75(250-100))+(0,41(250-0,75(250-100))-0,23*0,25(250-100))=125,125 кПа
Т.6.

При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/2=0 b/z=8/2=4 IП = 0,5

Для фиктивной нагрузки

a/z=8/2=4 b/z=8/2=0 IФ = 0,42

Сжимающие напряжения:

Z6 = IП 1IФ*(Р12) =0,5*250-0,42(250-100) = 62 кПа
2. Расчёт по вертикали 7-9.

Т.7.

При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/1=0 b/z=8/1=8 IП = 0,5

Для фиктивной нагрузки

a/z=8/1=8 b/z=0/1=0 IФ = 0,45

Сжимающие напряжения:

Z7 = IП 1IФ*(Р12) =0,5*250-0,45(250-100) = 57,5 кПа
Т.8.

При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/4=0 b/z=8/4=2 IП = 0,48

Для фиктивной нагрузки

a/z=8/4=2 b/z=0/2=0 IФ = 0,35

Сжимающие напряжения:

Z8 = IП 1IФ*(Р12) =0,48*250-0,35(250-100) = 67,5 кПа
Т.9.

При полной нагрузке, включая фиктивную

a/z=0/6=0 b/z=8/6=1,33 IП = 0,45

Для фиктивной нагрузки

a/z=8/6=1,33 b/z=8/6=0 IФ = 0,285

Сжимающие напряжения:

Z9 = IП 1IФ*(Р12) =0,45*250-0,285(250-100) = 69,75 кПа

^ ЗАДАЧА № 7.
Исходные данные:

Н = 15 м;

m = 2;

= 20,1 кН/м³;

= 18;

с = 47 кПа.


Решение.

Коэффициент устойчивости откоса:



где А и В табличные, и соответствуют заложению откоса 1:2.

^ ЗАДАЧА № 8.
Исходные данные:

ширина и длина отдельного фундамента l= b = 1,5 м;

глубина заложения d = 1,6 м;

среднее давление под подошвой фундамента Р = 417,2 кПа.

Напряжение от собственного веса грунта: , где - удельный вес, - толщина i-го слоя грунта.

Удельный вес водопроницаемого грунта ниже уровня грунтовых вод: , где

- удельный вес частиц грунта, - удельный воды, е - коэффициент пористости.

Дополнительные напряжения на глубине z от подошвы фундамента: , где дополнительное вертикальное давление , - напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента.

Осадка фундамента в пределах всей сжимаемой толщи: , где - среднее значение дополнительного напряжения (от значений на границах слоя), - толщина - модуль деформации i-го слоя.

^ Наименование слоёв грунта

Удельный вес , кН/м3

Толщина отдельных слоёв, м

zgi
кПа

zgi
кПа

Глубина границ элементарных слоёв от подошвы фундамента, м



Коэффициент α

Дополнительное вертикальное напряжение zрi кПа

Модуль деформации Е, мПа

Коэффициент

Толщина элементарных слоёв h, м

Осадка S, см




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

14




Суглинок мягкопластичный:

ρ = 1,83 т/м³

ρs= 2,72 т/м³

е = 0,87


17,93

1,6

28,67

28,67

0,0

0,0

1,000

388,5

29,6

0,8























0,6

0,8

0,800

310,8

0,6

0,630
















1,2

1,6

0,449

174,4

0,6

0,504




17,93

1,7

30,48

59,15

1,7

2,3

0,288

111,9

0,5

0,236




0,1

0,030




0,6

0,631




0,6

0,393




0,6

0,265




^ Супесь пластичная:

ρ =2,07 т/м³

ρs= 2,67 т/м³

е = 0,48














1,8

2,4

0,257

99,9

7,6

0,3

0,094
















2,4

3,2

0,160

62,2

0,3

0,082
















3,0

4,0

0,108

42,0

0,4

0,023
















3,6

4,8

0,077

29,9

0,2

0,040




0,2

0,010

20,29

2,2

44,64

103,79

3,9

5,2

0,067

26,0

0,6

0,027




0,6

0,022




0,6

0,017




^ Песок средней крупности

ρ = 2 т/м³

ρs=2,66 т/м³

е = 0,64

+ 43 кПа гидростат.

давл. на водоупор













4,2

5,6

0,058

22,5

31


0,6

0,014




19,6

0,7

13,72

117,51

4,6

6,1

0,049

19,0

0,6

0,012




слои ниже УГВ

4,8

6,4

0,045

17,5

0,6

0,010
















5,4

7,2

0,036

14,0













6,0

8,0

0,029

11,3













6,6

8,8

0,024

9,3













7,2

9,6

0,020

7,8













7,8

10,4

0,017

6,6













8,4

11,2

0,015

5,8




9,8

4,3

42,14

202,65

8,9

11,9

0,013

5,1







0,5

0,008







Точка пересечения графиков 0.2zgi и zpi НС=4,2м








































^ Итого осадка:

3,01





Схема к расчёту осадки методом послойного суммирования.




^ ЗАДАЧА № 9.

Исходные данные:

форма загруженной площадки прямоугольная l =18 м; b =18 м;

глубина заложения d = 3,6 м;

среднее давление под подошвой фундамента Р = 320 кПа;

мощность слоёв грунта h1 = 6,4 м; h2 = 14,6 м;

модуль деформации грунта Е1 = 19 мПа; Е2 = 23 мПа.

Решение.

Схема к определению осадок методом линейно деформируемого слоя.





где Р - среднее давление под подошвой фундамента;

b - ширина прямоугольного фундамента;

КСm – табличные коэффициенты, КС принимается в зависимости от ξ=2H/b=2*9,8/18=1,09, КС=1,3, где Н=НS+hcl/3=7,96+5,53/3=9,8; НS=(Н0bР=(6+0,1*18)*1,02=7,96; Нcl=(Н0bР=(9+0,15*18)*1,02=11,93;

hcl=11,93-6,4=5,53;

Кm=1,5;

n – число слоёв, различающихся по сжимаемости в пределах расчетной толщины слоя H;

К2, K1 – табличные коэффициенты в зависимости от формы фундамента и относительной глубины, на которой расположена подошва и кровля каждого слоя соответственно ; К2 =0,095, K1=0,078

E2 – модуль деформации 2го слоя грунта.




^ ЗАДАЧА № 10.

Исходные данные:

размер фундамента l =2 м b =2 м;

среднее давление под подошвой фундамента Р = 240 кПа;

мощность слоёв грунта h1 = 2,3 м h2 = 3,9 м;

коэффициент относительной сжимаемости mV1 = 0,176 МПа mV2 = 0,284 МПа;

коэффициент фильтрации Кф1 = 2,2∙10-8см/с=6,9∙10-16см/год

Кф2 = 4,13∙10-9см/с=1,3∙10-16см/год

Схема к определению осадок методом эквивалентного слоя

и определения осадок во времени.



Коэффициент Пуассона для слоёв из супеси и глинистого грунта = 0,3.

η=l/b=2/2=1 коэффициент эквивалентного слоя =1,08.

Толщина эквивалентного слоя: hэ ==1,08*2=2,16 (м).

Глубина сжимаемой толщи: Нс=2hэ=4,32 (м).

Средний коэффициент относительной сжимаемости:

^ МПа

Осадка слоистого основания:S=hЭmvmР=2,16*0,20*0,24=0,104м=10,4см.

Осадка за время t: St=SU, где








t, г

1

2

3

4

5

6

7

S, м























^ Кривая затухания осадок фундамента во времени.



Скачать файл (718.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации