Контрольная работа по механике грунтов - файл n1.docx

Контрольная работа по механике грунтов
скачать (50.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx55kb.12.01.2012 01:32скачать

n1.docx

Содержание


Введение

Задача №1. Состав грунтов и его физические показатели.

Задача №2. Гранулометрический состав грунта.

Задача №3. Деформируемость грунтов.

Задача №4. Сопротивление грунта сдвигу.

Задача №5. Распределение напряжений в грунтовой толще при действии сосредоточенной силы на поверхности.

Задача №6. Определение сжимающих напряжений по методу угловых точек.

Задача №7. Критические нагрузки на грунт.

Литература


Введение


Целью контрольной работы является ознакомление с теоритическим определением характеристик грунта и его прочности, необходимых для расчета оснований зданий и сооружений. Знание механических характеристик грунтов и напряжений, которые возникают в грунтовых массивах под действием различных нагрузок, нужно для оценки их сопротивления деформированию и разрушению.

Задача №1. Состав грунтов и его физические показатели.

Задание: Бюкс массой mб=15 гр, диаметром d=2,5 см и высотой h=30 см заполнен грунтом, при этом масса бюкса с грунтом составляет mб.гр=299 гр. После высушивания грунта при температуре 105 ̊ С до постоянной массы в соответствии с ГОСТ 5180 – 78, масса бюкса с грунтом составила mб.с.гр=232 гр. При этом объем частиц грунта, определенный пикнометрическим методом составил VT=84 см3.

Определить все характеристики грунта пользуясь формулами.

Решение: 1) Плотность грунта ?:

из условия

mгр= mб.гр – mб=299 – 15=284 гр

Vгр=?d2/4=147,2 см3

?=mгр/Vгр=284/147,2=1,93 г/см3

2) Плотность частиц грунта ?s:

mT= mб.с.гр – mб=232 – 15=217 гр

?s=mT/VT=217/84=2,6 г/см3

3) Влажность грунта w:

w=mВ/mТ=( mгр – mT)/ mT=(284 – 217)/217=0,31%

4) Плотность грунта в сухом состоянии ?d:

?d= mT/ Vгр=?/1+w=1,5 г/см3

5) Пористость n:

n=1 – ?d/ ?s=0,4

6) Коэффициент пористости e:

e= ?s/ ?d – 1=0,7

7) Степень влажности Sr:

Sr=w?s/e?w=1,2

Вывод: т.к. Sr=1,2 грунт насыщен водой


Задача №2. Гранулометрический состав грунта.

Задание: Определить вид крупнообломочного или песчаного грунта в зависимости от гранулометрического состава.

Виды грунтов

Характерный размер частиц, мм

Содержание частиц крупнее характерного размера,% по массе

Содержание частиц крупнее характерного размера по массе грунта, гр

Крупнообломочные:










валунный (глыбовый)

200

>50

200

галечниковый (щебенистый)

10

>50

100

гравийный (дресвяный)

2

>50

100

Песчаные:










песок гравелистый

2

>25




песок крупный

0,5

>50

200

песок

средней крупности

0,25

>50

300

песок мелкий

0,1

>75

200

песок пылеватый

0,1

>75





Решение: 200+100+100+200=60%>50

песок крупный


Задача №3. Деформируемость грунтов.

Задание: При компрессионных испытаниях поэтапно к образцу грунта, помещенному в кольцо высотой 40 мм, через перфорированный штамп площадью 40 см2. Значения нагрузки Р и осадки S принимаются по таблице №1. Начальная плотность грунта в сухом состоянии ?d=1,55 г/см2. Построить компрессионные кривые в осях e – ?z, и определить параметры деформирования: коэффициент сжимаемости m, модуль деформации Е, при ?=0,8. При этом грунт в основании испытывает напряжения ?z`=50 кПа, и ?z``=300 кПа.

Решение:

Для определения нормального сжимающего напряжения используем формулу:

?z=Fz/A,

где А – площадь поперечного сечения, Fz =P,

для определения вертикальной деформации:

?z=Sz/h,

где h – первоначальная высота образца.

Зная начальный коэффициент пористости грунта

e0= ?d/ ?s – 1=0,74=?0

находим последующее значение ei=e0-(1+e0)Si/h

Таблица №1

№ п/п

А, см2

F, кН

?

S, мм

h, мм

?

e

1

40

1

25

0,43

40

0,011

0,721

2

40

2

50

0,75

40

0,019

0,707

3

40

4

100

1,07

40

0,027

0,693

4

40

8

200

1,62

40

0,041

0,670

5

40

12

300

2,13

40

0,053

0,647

6

40

16

400

2,43

40

0,061

0,634


Коэффициент сжимаемости грунта m:

m=(e`-e``)/(?z``-?z`)=0,00024 при 300 и 50 кПа

Модуль деформации грунта Е:

E=?/m?=5797

где ?=0,8

m?=m/(1+e0)=0,14,

где m? – коэффициент относительной сжимаемости грунта

Задача №4. Сопротивление грунта сдвигу.

Задание: Определить параметры закона прочности Кулона, если при испытании образцов грунта в приборе одноплоскостного сдвига с площадью перфорированного штампа 50 см2 сдвиг произошел при сочетаниях вертикальных и горизонтальных сил Fz1-Fx1, Fz2-Fx2, Fz3-Fx3. Значение сил Fx1=8,4 кН; Fz1=20 кН; Fx2=10,6 кН; Fz2=40 кН; Fx3=13 кН; Fz3=60 кН.

Решение:

?z=Fz/A

?x=Fx/A

?пр= ?ztg?+c


№ п/п

А, см2

Fz, кН

?z

Fх, кН

?х

ϕ, ͦ

c, кПа

?пр

1

50

20

40

8,4

16,8

7

12

16,80

2

50

40

80

10,6

21,2

7

12

21,60

3

50

60

120

13

26

7

12

26,40

Задача №5. Распределение напряжений в грунтовой толще при действии сосредоточенной силы на поверхности.

Задание: На плоскую поверхность массива грунта наложена сосредоточенная сила Р=660 кН. Определить вертикальное сжимающее напряжение ?z в точке, расположенной на глубине z=2,6 м от поверхности и на расстоянии r=2,5 м в сторону от линии действия силы. Определить сжимающие напряжения для ряда площадок, расположенных на других глубинах по оси Z. По результатам вычислений построить эпюры сжимающих напряжений: 1 – для сечения на глубине z – const и изменении ri=0, 0.5, 1, 2, 3 м.; 2 – для горизонтальных площадок по вертикальной оси Z, где z=1.5, 2, 3, 5, 8 м. и r=0.

Решение: Вертикальное смещающее напряжение в точке:

?z=К*Р/z2=0,07

т.к. К=3/(2?(1+(r/z)2)5/2)=0,0929


№ п/п

Р, кН

z, м

r, м

r/z

К

?z

z, м

r, м

r/z

К

?z

 

660

2,6

2,5

0,96

0,0929

9,07

 

 

 

 

 

1

660

2,6

0

0

0,4775

46,62

1,5

0

0,00

0,4775

140,06

2

660

2,6

0,5

0,19

0,4360

42,57

2

0

0,00

0,4775

78,78

3

660

2,6

1

0,38

0,3382

33,02

3

0

0,00

0,4775

35,01

4

660

2,6

2

0,77

0,1494

14,58

5

0

0,00

0,4775

12,61

5

660

2,6

3

1,15

0,0575

5,62

8

0

0,00

0,4775

4,92



Задача №6. Определение сжимающих напряжений по методу угловых точек.

Задание: Определить величину сжимающих напряжений под центром и под средней длинной стороны загруженного прямоугольника l=6,5хb=2,7 м на глубине z=3 м от поверхности при внешней нагрузке интенсивностью р=0,60 Мпа.

Решение: ?=l/b=2,4 м

?=2*z/b=2,2 из таб №8 м/у f=((0,505-0,419)/(2,4-2))*(2,2-2)+0,419=0,462

K0=f*(2*z/b;l/b)=0,42

?z0=K0*p=0,25

для площадок под центром загруженного прямоугольника максимальное сжимающее напряжение.

?=z/b=1,1 м

f̛ =((0,74-0,875)/(1,2-0,8))*(1,1-0,8)+0,875=0,774

K1c=1/4* f̛(z/b)=0,21

?zc=Kc*p=0,129

для площадок под углом загруженного прямоугольника


Задача №7. Критические нагрузки на грунт.

Задание: Определить величину начальной критической нагрузки на грунт начркр под ленточным фундаментом, имеющим глубину заложения h=1,3 м и ширину подошвы b=2,2 м, если дано: угол внутреннего трения ?=29̊ , удельное сцепление грунта с=26 кПа и объемный вес ?=19,5 кН/м3. Для указанных условий определить величину предельной нагрузки на грунт предркр, а также предркр с учетом возникновения под массивным фундаментом жесткого ядра.

Решение:

  1. Величина начальной критической нагрузки на грунт

начркр=((?(?h+c*ctg?))/(ctg?+?-?/2))+?h

  1. Предельная нагрузка на грунт

предркр=N??b+Nqq+Ncc

  1. Предельна нагрузка с учетом жесткого ядра

предркр=N??b+Nqq+Ncc

q=?h

коэф-ты вертикальной полосовой нагрузки




25

30

29




N?

6,92

15,32

13,64




Nq

10,7

18,4

16,86




Nc

20,7

30,2

28,3




коэф-ты несущей способности для плоской задачи




28

30

29




N?

16

21,6

18,8




Nq

15

19,3

17,15




Nc

25,8

31,5

28,65



















начркр, МПа=




МПа







предркр, МПа=

1748,357

МПа







предркр, МПа=

1986,173

МПа








Литература

  1. Бартоломей А.А. Механика грунтов: учебник. – М.: Изд-во «АСВ», 2004. – 304 с.

  2. Иноземцев В.К. Механика грунтов и элементы строительной механики сооружений. – Саратов: СГТУ, 2008. – 171 с.

  3. Механика грунтов: учебник для строительных вузов/Б. И. Долматов, В.Н. Бронник, В.Д. Карпов и др.; под ред. Б.И. Долматова. – М.: Изд-во «АСВ». – 2000. – ч. 1. Основы геотехники. – 204 с.

  4. Копейкин В.С., Демкин В.М., Саенков А.С., Основы механики грунтов и теории расчетов гибких фундаментов. – М.: Изд-во «АСВ», 2000.

  5. Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика грунтов. Основания и фундаменты (в вопросах и ответах). – М.: Изд-во «АСВ», 2001.

  6. Симаргин В.Г., Коновалов П.А. Основания и фундаменты зданий после перерыва в строительстве. – М.: Изд-во «АСВ», 2004.


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации