Инженерные изыскания
Для определения основных
и физических характеристик грунта определяем объем образца:
Vо = Ао х h, где
грунт
влажность деформационный прочностной
Ао = 25 смІ - площадь поперечного
сечения образца грунта;
h = 20 мм (2 см) - высота ненагруженного образца грунта природной
влажности
Vо = 25 x 2 = 50 смі.
Определяем основные
характеристики грунта
с - природная плотность
где:
Мо - общая масса образца (п. 6
задания):
Мо = 98-0,48*0 = 98 г.
с = 98/50 = 1,96 [г/смі; кг/дмі; кг/л; т/мі].
W - природная влажность
где:в - масса воды- масса сухого
грунта (п. 7 задания)= 83 - 0,5*1 = 82,5 гв = Мо - Ms = 98 - 82,5 = 15,5 г
W = 15,5/82,5 = 0,188*100% = 18,8%
сs - плотность частиц
сs = Ms/Vs
где:
Vs - объем частиц
Для классификации грунта необходимо
найти Ip - число пластичности
Ip = Wl - Wp
где:
Wl - влажность на границе текучести (п. 8 задания)
Wl = 32-0,28*0 = 32%- влажность на
границе раскатывания (п. 9 задания)= 20 - 0,2*0 = 20%
отсюда:= 32 - 20 = 12
Если Ip ˂ 5, то грунт относится к
супесям
ч17, то к суглинкам
˃ 17, то
к глине
В нашем случае - к суглинкам
Из таблицы «Пособия…»:
сs для суглинок = 2,71 г./
смі
Определяем производные
характеристики грунта
n - пористость
n = (1 - сd)/ сs = Vпор/ Vо
где:
сd - плотность сухого грунта
сd = Ms/Vо = 82,5/50 = 1,65 г./смі
n = (1 - 1,65)/2,71 = 0,391
e - коэффициент пористости
е = сs /(сd-1)= Vпор/ Vs
е = 2,71 /(1,65 - 1) = 0,642
Sr - степень влажности (доля заполнения объема пор грунта водой)
Sr = W *сs / e *сw
где:
сw - плотность воды (1,0 г/смі)
Sr = 18,8*2,71 / 0,642*1,0 = 79,06%
г - удельный вес грунта в естественном состоянии
г = с*g = 1,96*10 = 19,6 кН/ мі
гd - удельный вес
сухого грунта
гd = сd*g = 1,65*10 = 16,5 кН/ мі
гs - удельный вес
частиц
гs = сs *g = 2,71*10 = 27,1 кН/ мі
гsв - удельный вес
грунта, погруженного в воду
гsв = (гs - гw ) / (1+е),
где:
гw = сw *g= 10 кН/ мі
гsв = (27,1-10) /
1,642 = 10,41 кН/ мі
IL - состояние (по
текучести)
IL =(W -
WP ) / (WL - WP) =(W - WP) / IP
= (18,8 - 20) / 12 = - 17,13
т.к. IL ˂ 0, то грунт - твердый.
еsl - относительная
просадочность
еsl = (hn,p
- hsat,р)/ hn,g
hn,g = 19,5 - 0,04*0 = 19,5 мм (п. 3 задания)
hn,p = 18,1 - 0,01*0 = 18,1 мм (п. 4 задания)
hsat,р = 17,1 - 0,03*0 =
17,1 мм (п. 5 задания)
еsl = (18,1 - 17,1) /
19,5 = 0,05
Если еsl ˃0,01, то грунт - просадочный
Определяем начальное просадочное
давление PSL
Среднее напряжение на
грунт уср = УN / АСР ˂ Psl
Определяем
деформационные и прочностные характеристики грунта (для определения осадок фундамента)
mo - коэффициент сжимаемости
mv - коэффициент
относительной сжимаемости (приведенный коэффициент сжимаемости)
Eoed - модуль деформации в компрессионных условиях
Eo - модуль деформации в полевых условиях
d = 2 - 0,03*0 = 2 м (п. 10.1 задания)
уzgo = г*d = 19,6*2 = 39,2 кПа
l0 = сs /сd - 1 = 2,71/1,65 -
1 = 0,642
l1 = l0 - (Дhn,g /h) (1+ l0) = 0,642 -
(0,5/20) (1+0,642) = 0,6
l2 = l0 - (Дhn,p /h) (1+ l0) = 0,642 -
(1,9/20) (1+0,642) = 0,486
Дhn,g = h - hn,g
Дhn,p = h - hn,p
mo = (l1 - l2) / (P2 - P1)
= (0,6 - 0,486) / (200 - 39,2) = 0,00071 кПа-1
mv = mo / (1+ l0) = 0,00071 / (1 + 0,642) = 0,00043
кПа-1oed = в / mv,
где:
в - коэффициент, учитывающий невозможность расширения грунта в
сторону.
в = 1 - 2н2 / (1 - н);
где:
н - коэффициент Пуассона (для суглинок 0,35)
т. о.
в = 1 - 2*0,352 / (1 - 0,35) = 0,623
тогда:
Eoed = в / mv = 0,623 / 0,00043 = 1449 кПа
Определяем Eo
Eo = mк * Eoed,
где: mк - коэффициент перехода от
лабораторных условий к полевым (табл. 22 «Пособия…»), либо
mк = 2,72 / l0 = 4,237
Eo = mк * Eoed =
4,237*1449 = 6,1 мПа
Вывод:
если Eo
˂ 5, грунт сильносжимаемый
Eo - 5 ч 50, грунт среднесжимаемый
Eo ˃ 50, грунт
несжимаемый (малосжимаемый)
т.е. чем Eo больше, тем осадка меньше.
Литература
1. Конспект лекций -
Петраков А.А., Яркин В.В., Таран Р.А., Казачек Т.В. Механика грунтов. Макеевка:
ДонНАСА, 2004
2. Пособие по
проектированию оснований зданий и сооружений. НИИОСП им.
Герсеванова, 1986