Пример практического задания
Исходными данными для выполнения практического задания являются материалы ранее выполненной работы по построению эпюр. К дополнение к уже имеющимся данным для вычисления осадок необходимо знать модуль деформации грунтов в разрезе.
Имеются следующие данные. Инженерно геологический разрез представлен горизонтальным залеганием следующих геолого-литологических слоев:
- песок средней крупности (плотность грунта r = 1,6 г/см3, модуль деформации Е = 40 МПа, коэффициент пористости = 0,55; мощность 5 м);
- суглинок тугопластичный (плотность грунта r = 1,9 г/см3, модуль деформации Е = 23 МПа, коэффициент пористости = 0,6; мощность 2 м);
- глина полутвердая (плотность грунта r = 2,1 г/см3, модуль деформации Е = 16 МПа, коэффициент пористости = 0,85; мощность 3 м);
Подземные воды не встречены. В качестве внешней нагрузки используется плита прямоугольной формы размерами 2,5 х 2,5 м. Масса плиты 100 000 кг.
Необходимо провести расчеты общей осадки фундамента для такого геологического разреза.
Решение.
К материалам ранее выполненной работы по построению эпюр от собственного веса грунта и от равномерно распределенной нагрузки следует добавить результаты расчета послойной осадки и затем эту осадку просуммировать. Можно оформить результаты расчетов осадки на отдельном листе и приложить в канцелярский файл к ранее выполненной практической работе.
В практической работе по построению эпюр уже были вычислены значения напряжений, они приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Результаты вычислений напряжений
| Глубина | Расчет напряжений | Значение | |
| 0,0 (песок) | σzp |  | 160 кПа |
| σzg. |  | 0 кПа | |
| 1,0 (песок) | σzp |  | 112 кПа |
| σzg. |  | 15,7 кПа | |
| 2,0 (песок) | σzp |  | 54,4 кПа |
| σzg. |  | 31,4 кПа | |
| 3,0 (песок) | σzp |  | 28,8 кПа |
| σzg. |  | 47,1 кПа | |
| 4,0 (песок) | σzp |  | 17,6 кПа |
| σzg. |  | 62,8 кПа | |
| 5,0 (песок) | σzp |  | 11,2 кПа |
| σzg. |  | 78,5 кПа | |
| 6,0 (суглинок) | σzp |  | 8,0 кПа |
| σzg. |  | 111,6 кПа | |
| 7,0 (суглинок) | σzp |  | 6,4 кПа |
| σzg. |  | 130,2 кПа | |
| 8,0 (глина) | σzp |  | 4,8 кПа |
| σzg. |  | 164,8 кПа | |
| 9,0 (глина) | σzp |  | 3,2 кПа |
| σzg. |  | 185,4 кПа | |
| 10,0 (глина) | σzp | | 3,2 кПа |
| σzg. |  | 206 кПа |
Рассчитаем глубину сжимаемой толщи Hc, на чертеже нижняя граница показана линией ВС. По исходным данным геологический разрез представлен грунтами с модулем деформации более 5 МПа. Ширина фундамента b = 2,5 м., для такой ширины фундамента коэффициент m = 0,2. Соответственно глубина сжимаемой толщи Hc = 5 м. Ниже этой глубины влиянием фундамента на нижележащие слои следует пренебречь и расчет осадки проводить послойно именно до этой глубины.
Результаты вычислений выполняем в таблице 2.2:
Таблица 2.2
Результаты вычислений осадок
| № п.п | z, м | σzg. кПа | mσzg. кПа | σzp, кПа | hi, м | Еi, МПа | (σzp,в+ σzp,н) | σzp,в– σzp,н) | Si | |
| 0,0 | 0,0 | 0,0 | ||||||||
| 1,0 | (160+112) | 0,3 мм | ||||||||
| 1,0 | 15,7 | 3,1 | ||||||||
| 1,0 | 112+54,4 | 83,2 | 0,2 мм | |||||||
| 2,0 | 31,4 | 6,3 | 54,4 | |||||||
| 1,0 | 54,4+28,8 | 41,6 | 0,1 мм | |||||||
| 3,0 | 47,1 | 9,4 | 28,8 | |||||||
| 1,0 | 28,8+17,6 | 23,2 | 0,05 мм | |||||||
| 4,0 | 62,8 | 12,6 | 17,6 | |||||||
| 1,0 | 17,6+11,2 | 14,4 | 0,03 мм | |||||||
| 5,0 | 78,5 | 16,0 | 11,2 | |||||||
| Общая осадка, составляет: | 0,7 мм |
Варианты заданий.
Варианты заданий отличаются внешней нагрузкой на фундамент, которую необходимо добавить к весу самого фундамента. Также различие имеется в геолого-литологическом строении грунтов.
В геологическом строении участвуют три слоя различной мощности и различного геолого-литологического состава. На определенной глубине залегает уровень грунтовых вод. Имеется давление от веса фундамента (масса плиты фундамента и внешней нагрузки на этот фундамент).
Необходимо провести расчет напряжений от собственного веса грунта и внешней равномерно-распределенной нагрузки.
Ниже представлена таблица вариантов задания:
Таблица 1.3
Данные по вариантам для выполнения задания
| № п.п. | Геолого-литологические слои, мощность, вид грунта | Уровень грунтовых вод | Давление от веса фундамента | ||
| Суглинок 5,0 м | Песок 2,0 м | Глина 3,0 | нет | 150 кПа | |
| Песок 4,0 м | Глина 2,0 м | Суглинок 4,0 м | 2,0 м | 200 кПа | |
| Глина 2,0 м | Суглинок 2,0 м | Песок 6,0 м | нет | 250 кПа | |
| Песок 5,0 м | Глина 2,0 м | Суглинок 3,0 м | 4,0 м | 150 кПа | |
| Песок 8,0 м | Глина 2,0 м | нет | 4,0 м | 200 кПа | |
| Глина 4,0 м | Суглинок 6,0 м | нет | нет | 250 кПа | |
| Песок 4,0 м | Глина 1,0 м | Суглинок 5,0 м | 1,0 м | 150 кПа | |
| Суглинок 1,0 м | Песок 8,0 м | Глина 1,0 м | 5,0 | 200 кПа | |
| Суглинок 3,0 м | Песок 3,0 м | Глина 4,0 м | 4,0 | 250 кПа | |
| Песок 1,0 м | Глина 2,0 м | Суглинок 7,0 м | нет | 150 кПа |
Представленные в таблице геолого-литологические слои обладают следующими характеристиками:
- песок средней крупности (плотность грунта r = 1,6 г/см3, модуль деформации Е = 40 МПа, коэффициент пористости = 0,55);
- суглинок тугопластичный (плотность грунта r = 1,9 г/см3, модуль деформации Е = 23 МПа, коэффициент пористости = 0,6);
- глина полутвердая (плотность грунта r = 2,1 г/см3, модуль деформации Е = 16 МПа, коэффициент пористости = 0,85);
Результаты работы желательно оформить в виде чертежа, расчетов. В дальнейшем по данной работе будут выполнены самостоятельно расчеты по осадке фундаментов.