Задания для практических занятий по расчету осадок оснований и кренов штампов

1. Выполнить расчет осадок уплотнения грунтового основания под штампом прямоугольной формы с размерами в плане . Размеры штампов и интенсивность распределенной нагрузки принять по таблице 10.5. Глубину заложения подошвы штампа от поверхности грунта принять самостоятельно в пределах . Грунтовое основание слоистое принять по вариантам из таблицы 10.6 и 10.7. Прочностные характеристики грунтов принять .

2. Выполнить расчет осадок уплотнения грунтового основания, нагруженного равномерно распределенной нагрузкой по полосе. Ширину полосы принять равной ширине прямоугольной нагрузки. Величины и принять по таблице 10.5. Глубину заложения подошвы штампа принять самостоятельно, как в п.1. Грунтовое основание принять по вариантам из таблиц 10.6 и 10.7. Принять .

3. выполнить расчет крена штампа с прямоугольной подошвой для размеров и давлений, принятых в п.1 при условии, что суммарная сосредоточенная нагрузка приложена с эксцентриситетом вдоль длинной стороны .

4. Выполнить расчет крена полосовой нагрузки для размеров и давлений принятых в п.2 при условии, что суммарная погонная нагрузка приложена с эксцентриситетом по ширине .

5. Выполнить расчет деформаций взаимного влияния штампов прямоугольной формы и ленточного ( ), расположенных параллельно на расстоянии между центральными осями. Грунтовое основание принять по заданию 1, глубину заложения и размеры подошвы штампов по заданию 1 и 2.

6. Выполнить расчет осадок с учетом пластических деформаций грунта в основании при условии, что . Расчетные значения прочностных характеристик принять принять 1,1 для песчаных грунтов; 1,15 для пылевато-глинистых грунтов; .

11.4. Примеры расчета осадок оснований.

Пример 1. Грунтовое основание слоистое с практически горизонтальным положением границ между слоями. С поверхности залегает слой песка крупного с коэффициентом пористости ; мощность слоя 3,2м, . Ниже залегает слой песка пылеватого: мощность слоя 4,2м, . Ниже залегает слой суглинка мягкопластичного мощность слоя 2,8м. Уровень грунтовых вод на глубине 2,0м от поверхности.

На глубине 1,5 м от поверхности установлен штамп с размерами сторон 2,5х4,0м, который передает на грунт равномерно распределенную нагрузку интенсивностью .

Выполнить расчет осадки штампа при развитии деформаций уплотнения грунта.

Решение:

Определяется .

Расчеты выполняются в табличной форме:

Эпюра принята из примера 2 раздел 10.7.

Эпюры и построены по инженерно-геологической колонке с учетом взвешивающего действия воды в песчаных грунтах:

Пример 2. Выполнить расчет осадки основания при загружении по площади прямоугольника шириной , длиной . Интенсивность нагрузки . Глубина заложения и грунтовые условия как в примере 1.

Решение:

Расчеты выполняются в табличной форме. Эпюра давлений принимается из примера 1.

Под ленточным штампом ( ) мощность сжимаемой толщи грунта увеличилась в 1,5 раза, по сравнению со штампом , при одинаковой ширине подошвы и одинаковой интенсивности равномерно распределенной нагрузки . Осадка ленточного штампа увеличилась в 1,95 раза.

Пример 3. Выполнить расчет деформаций крена штампа, рассмотренного в примере 2, при условии, что результирующая нагрузка передается с эксцентриситетом .

Решение:

Определение средней величины модуля деформации в пределах сжимаемой толщи основания. Площадь эпюры напряжений: в 1-м слое грунта ; , во втором слое ; ; в третьем слое ; .

Средняя величина коэффициента Пуассона в пределах сжимаемой толщи:

для песка ; для суглинка 0,35

Крен фундамента:

Пример 4. Выполнить расчет осадок штампа прямоугольной формы с учетом пластических деформаций при . Параметры штампа и грунтовых условий принять из примера 1.

Решение:

По методике из пособия к СНиП 2.02.01-83.

Величина . Глубина влияния пластических деформаций в основании

. Принимается . Характеристики грунта в слое основания мощностью :

Характеристики:

коэффициенты влияния формы подошвы:

Критическое давление на грунт под штампом:

Расчетное допустимое давление на грунт при

Величина осадки основания штампа с учетом пластических деформаций:

- осадка, рассчитанная при давлении на грунт

Пример 5. Основание с поверхности представлено слоем супеси пластичной: мощность слоя 3,2м; . Под слоем супеси залегает слой песка средней крупности с включением гравия: мощность слоя 2,8м; .Песок подстилается полускальным грунтом.

Нагрузка на основание передается через ленточный штамп , на глубине 2,0м. Грунтовые воды залегают на глубине 2,5м. Выполнить расчет осадок.

Решение:

Расчетное сопротивление грунта под подошвой штампа при ;

- расчет с применением решений ТЛДТ. Глубина залегания малосжимаемого слоя грунта 4,0м от подошвы штампа. Мощность сжимаемой толщи с применением модели линейно деформируемого полупространства . Для расчета осадок основания применяется модель слоя конечной толщины .

Расчет осадки в табличной форме

Пример 6. Основание слоистое с горизонтальным положением слоев. С поверхности залегает слой песка крупного , который подстилается слоем песка пылеватого , ниже залегает слой суглинка . Характеристики грунтов принять из примера 1. Уровень грунтовых вод на глубине 2,0м от поверхности. Основание загружено равномерно распределенной нагрузкой по 2-м прямоугольникам с размерами , , расположенным параллельно с расстоянием между осями 4,0м. Выполнить расчеты осадок основания от взаимного влияния нагрузок под штампами. Расчет осадок каждого штампа без влияния соседнего приведен в примере 2. Мощность сжимаемой толщи . Расчет осадок влияния производится для точек штампа, расположенных в средней части по длине на ближних гранях ( ), по средине ширины ( ) и на дальних гранях ( ).

Решение:

Граничные условия задачи позволяют применить модель линейно-деформируемого полупространства . Эпюры напряжений по осям , , определяются табличным способом , коэффициенты принимаются по таблице 10.3.

Уплотняющее давление

Мощность условных слоев до глубины принимается , ниже . Расчеты осадок выполняются в табличной форме

Расчет для оси :

Расчет для оси :

Расчет осадок для оси :

Схема деформаций штампов в результате взаимного влияния

Пример 7. Выполнить расчет конечных осадок грунтового основания под жестким штампом с размерами , установленного на глубине 1,5м от поверхности с равномерно распределенным давлением по подошве . Грунтовые условия принять из примера 1. Коэффициенты бокового расширения для песка крупного и пылеватого принять 0,3; для суглинка 0,35. Расчет выполнить по методу эквивалентного слоя.

Решение:

Предварительно принимается мощность сжимаемой толщи .

Относительная величина бытового давления на уровне подошвы:

Среднее значение удельного веса грунта до условно выделенной границы сжимаемой толщи:

Относительная величина бытового давления на границе сжимаемой толщи

На графиках рис.11.5 наносятся точки с координатами: и . Точки соединяются прямой, точка пересечения с графиком лежит на глубине . в пределах найденной мощности определяется :

Мощность эквивалентного слоя: Мощность активной зоны основания: Модуль общей деформации в пределах активной зоны: Среднее значение коэффициента относительной сжимаемости:

Пример 8. Жесткий штамп с размерами в плане , заложен на глубину и передает на грунт равномерно распределенное давление . Грунтовое основание трехслойное: с поверхности представлено слоем суглинка ( ), ниже залегает слой глины пластичной ( ), далее расположен слой суглинков большой мощности ( ). Определить период и построить график стабилизации осадки основания.

Решение:

Расчеты выполняются по методу эквивалентного слоя.

К расчету осадок штампа во времени по методу эквивалентного слоя.

Предварительно принимается мощность сжимаемой толщи грунта под штампом .

Средняя величина коэффициента Пуассона:

Мощность эквивалентного слоя:

Мощность сжимаемого слоя мало отличается от принятой предварительно. Средняя величина показателя относительной сжимаемости в пределах мощности основания .

Полная стабилизированная осадка основания под штампом:

Среднее значение коэффициента фильтрации в пределах сжимаемой толщи

Коэффициент консолидации сжимаемой толщи

При заданном напластовании грунтов имеет место односторонняя фильтрация вверх , соответствующая случаю распределения напряжений

Расчет осадок во времени приведены в таблице:

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95	0,8 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 7,6	0,005 0,02 0,06 0,13 0,24 0,42 0,69 1,08 1,77 2,54	0,02 0.06 0,12 0,41 0,75 1,32 2,16 3,39 5,55 7,97