Курсовая работа: Механика грунтов

Курсовая работа: Механика грунтов

Строительная площадка №16

План М 1:1000

Таблица результатов определения физических характеристик грунта

Геологические разрезы по данным полевых визуальных наблюдений

Скважина №1 (104,50)                                      Скважина №2 (103,50)

1.  Абсолютн. отм. подошвы слоя      4. Скважина

2.  Глубина подошвы слоя /в м/         5.Условные обозначения грунта

3.  Мощность слоя грунта /в м/ 6. Литологическое описание грунта

1.  Построить геологический разрез по двум скважинам в масштабе 1:100

2.  Определить плотность ρ, ρs, ρd всех слоев грунта

ρ=γ/10; т/м3

ρs=γs/10; т/м3

ρd=γd/10=ρ/(1+0,01∙W); т/м3,

где γ – удельный вес грунта; кН/м3

γs – удельный вес частиц грунта; кН/м3

ρs – плотность частиц грунта; т/м3

ρd – плотность сухого грунта; т/м3

W – влажность грунта в %.

1 слой ρ=γ/10=18,5/10=1,85 т/м3 – (супесь)

ρs=γs/10=26,4/10=2,64 т/м3

ρd=γd/10=ρ/(1+0,01∙W)=1,85/1+0,01∙30,8=1,85/1,308=1,41 т/м3

2 слой ρ=γ/10=22/10=2,2 т/м3 – (суглинок)

ρs=γs/10=27,0/10=2,7 т/м3

ρd=γd/10=ρ/(1+0,01∙W)=2,2/1+0,01∙14,0=2,2/1,14=1,93 т/м3

3 слой ρ=γ/10=20,1/10=2,01 т/м3 - (песок)

ρs=γs/10=26,4/10=2,64 т/м3

ρd=γd/10=ρ/(1+0,01∙W)=2,01/1+0,01∙16,3=2,01/1,163=1,73 т/м3.

3.  Определить вид всех слоев песчаного грунта по размерам минеральных частиц

Гранулометрический состав грунта, %

Вывод: так как вес частиц 0,5÷0,25 больше 50, значить пески средней крупности. (Прил. табл.2)

4.  Определить коэффициент пористости (e) песчаных слоев грунта

e = [ρs ∙ (1 + 0,01 ∙ W) / ρ] - 1;

3 слой e = [2,64 ∙ (1 + 0,01 ∙ 16,3) / 2,01] – 1 = 0,53

5.  По коэффициенту пористости и виду грунта по крупности частиц определить категорию по плотности сложения песчаного грунта.

e = 0,53– песок плотный, так как e <0,55.(Приложение, табл.1)

6.  Определить коэффициент водонасыщения и вид песчаного грунта по влажности

Iw = ρs∙0.01∙W/ e ∙ ρw, где ρw – плотность воды 1 т/м3;

Iw = ρs∙0.01∙W/ e ∙ ρw = 2,64∙0,01∙16,3/0,53∙1=0,430/0,53=0,81

Вывод: т.к. коэффициент водонасыщения < 0.8, значит песок насыщенный водой.

7.  Определить по таблице расчетное сопротивление R0 песчаных грунтов

Вывод: пески средней крупности, плотные (Прил. табл.6) R0 = 500 кПа

8.  На геологическом разрезе построить эпюры R0 в масштабе в 1см–100кПа.

9.  Определить коэффициент пористости (e) для всех слоев глинистого грунта

e = [ρs ∙ (1 + 0,01 ∙ W) / ρ] - 1;

1 слой e1 = [ρs ∙ (1 + 0,01 ∙ W) / ρ] – 1=[2,64∙(1+0,01∙30,8)/1,85]-1=0,87

2 слой e2 = [ρs ∙ (1 + 0,01 ∙ W) / ρ] – 1=[2,70∙(1+0,01∙14,0)/2,20]-1=0,40

10.  Опред. число пластичности (ID) и по нём опред. вид глинистого грунта

Ip = (WL – Wp)∙0,01;

Ip1 = (WL – Wp)∙0,01= (32-25)0,01=0,07 – супесь (Прил.табл.4)

Ip2 = (WL – Wp)∙0,01= (22-14)0,01=0,08 – суглинок (Прил.табл.4).

11.  Определить показатель консистенции (индекс текучести) IL и по его значению опред. вид грунта по консистенции

IL = (W-Wр)/(WL-Wp);

1 слой IL1 = (W-Wр)/(WL-Wp)= (30,8-25)/(32-25)=5,8/7=0,83 – супесь пластичная;

2 слой IL2 = (W-Wр)/(WL-Wp)=(14,1-14)/(22-14)=0,1/8=0,01 – суглинок полутвердый.

(Прил. табл.3)

12.  По табл. опред. расчетное сопротивление глинистых грунтов R0 кПа.

1 слой - R01 = 249 кПа;

2 слой - R02 = 240 кПа (Прил. табл.5).

13.  На геологическом разрезе построить эпюру R0 для глинистых гр. в масштабе в 1 см – 100 кПа.

14.  Опред. значение коэф. (ei) для каждого слоя, при условии, что образец грунта высотой h=40мм при увеличении давления в одометре от 100кПа до 300кПа деформация составила Δh=1мм.

еi = где e0- коэффициент пористости (п.4 и п.9)

1 слой: е1 =;

2 слой: е2 =;

3 слой: е3 =

15.  Определить коэф. относительной сжимаемости (mv) каждого слоя, используя данные задания. (а – коэф. сжимаемости, Р1=100кПа, Р2=300кПа)

mv =  где  =

mv1=

mv2=

mv3=

16.  Определить модуль деформации (Е0), (песок, супесь=0.3, суглинок =0.35; глина =0.42).

Е0=; β=

17.  Опред. сопротивление сдвигу по каждому слою при значении σz = 100кПа, 200 кПа и 300 кПа.

где γi – угол внутреннего трения и ci - удельного сцепления грунта из задания.

τ1=100∙tg14+5=30;

τ1=200∙tg14+5=55;

τ1=300∙tg14+5=77;

τ2=100∙tg21+7=45;

τ2=200∙tg21+7=84;

τ2=300∙tg21+7=122;

τ3=100∙tg36+1=74;

τ3=200∙tg36+1=146;

τ3=300∙tg36+1=219.

18.  Построить графики зависимости сопротивления сдвигу по каждому слою, используя данные задания и расчетов.

геологический разрез грунт давление

19.  Опред. приток воды () по каждому слою, используя данные задания при условии, что Н равно мощности слоя, h=1.5м, R=0,4Н, r=1,2м.

к – коэф. фильтрации и равен 1,1х10-5 (скв№1).

20.  Опред. напряжение в грунтовом массиве по каждому слою от действия сосредоточенной силы Р=500кН, при условии, что Z=0,6h (h- мощность слоя), r=0.1Z.

Z1= 0.6·h1=0,6·3,5=2,1

Z2=h1+0.6·h2=3,5+2,76=6,26

Z3=h1+h2+0.6·h3=3,5+4,6+2,1=10,2

21.  Построить график зависимости изменения напряжения σz при условии: Р=600 к Н, Z=2м, r=1м, r=2м, r=3м.

r0 =;

r1 ;

r2 ;

r3 ;

22.  Определить расчетное сопротивление грунта по каждому слою, при условии: γI I = γI1, γn1=1.1, γn2=1.2, d=1,5м, b=1,8м.

R=,

где kz – коэффициент, учитывающий ширину подушки фундамента при b <10м

kz=1

γn1 - удельный вес грунта, лежащего ниже подошвы фундамента, кН/м3;

γn2- удельный вес грунта, лежащего выше подошвы фундамента, кН/м3;

d1= d= 1,5 м

Табл.4(СНиП 2.02.01-83*)

R1=

R2=

R3=

23.  По скв. №1 построить эпюру природного давления грунтов

где - удельный вес i-того слоя;

hi - мощность слоя грунта, м.

е1=0,87; е2=0,40; е3=0,53; γ1 =18,5кН/м3; γ2 =22,0 кН/м3; γ3=20,1 кН/м3;

=(18.5-10)/1.87=4.5кН/м3

\=(22-10)/1.40=8.57кН/м3

\=(20.1-10)/1.53=6.60кН/м3

σ1=γ1·0=18.5·0=0

σ2=γ1·(h1+hв)=18.5·(3.5-2)=27.75 кПа

σ3= σ2+·(h1-hв)=27.75+4.5·1.5=34.50 кПа

σ4= σ3+·h2= 34.5+8.57·4.6=73.92 кПа

σ5= σ4+·h3=73.92+3.5·6.60=97.02 кПа

σ6= σ5+ γ3· h3=97.02+70,35=167.37 кПа.

24.  Опред. осадку по каждому слою, при условии h=2м, σzрi = 350 кПа

где a0 = коэффициент относительной сжимаемости;

е0 – начальный коэффициент пористости;

m - коэффициент сжимаемости, берется из задания для каждого слоя.

25.  Опред. величину активного давления на подпорную стенку и равнодействующую активного давления по каждому слою при условии: Н равно мощности слоя

;

Равнодействующая активного давления

26.  Определить глубину расположения точки h0, где активное давление равно нулю

В

где с – сцепление;

 - угол внутреннего трения грунта;

 - удельный вес грунта, кН/м3.

h0=2·5·cos14/18.5·(1-sin14)=9.7/14.02=0.69м;

Список литературы

1.  ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.–М.: Госстандарт,1986.

2.  СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. –М: Стройиздат,1985.

3.  Механика грунтов, основания и фундаменты: учебник/ С.Б.Ухов–М.: издательство АСВ, 1994.- стр.527.

4.  Проектирование оснований и фундаментов. В. А. Веселов–М.: Стройиздат, 1990.

5.  Механика грунтов. Н. А. Цытович–М.: Высшая школа, 1983. –288 с.