Механика грунтов. "Давления грунтов на ограждения"
 Скачать 128.91 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") Горный факультет Кафедра гидрогеологии и инженерной геологии Контрольная работа № 2 По дисциплине: "Механика грунтов" На тему: "Давления грунтов на ограждения" Выполнил: студент группы РГ-11 Стасенко С. И Проверил: д.т.н. Бабелло В. А. Чита 2014 Задача №1 Расчет устойчивости откосов методом круглоцилиндрической поверхности скольжения выполняется в следующей последовательности: 1. На миллиметровой бумаге в определенном масштабе выполняется чертеж откоса (графическое приложение №1). 2. По диаграмме Н. Янбу определяют положение центра кривой скольжения с наименьшим коэффициентом запаса. Предварительно вычисляем : λ ср λ ср = ρ*𝐻*tan𝑡𝑎𝑛 φ 𝐶 = 1,95*18*0,4 0,85 = 16, 5 где H – высота откоса; - плотность грунта откоса; ρ - угол внутреннего трения грунта; φ C – удельное сцепление. По найденному значению и углу откоса (определяется заданным λ ср β заложением откоса) по диаграмме находят значение и . Координаты 𝑥 0 𝑦 0 центра вращения О будут равны: 𝑥 = 𝑥 0 * 𝐻 = 0, 6 * 18 = 10, 8 𝑦 = 𝑦 0 * 𝐻 = 1, 9 * 18 = 34, 2. 3. Откладывают от подошвы откоса вверх значение y и вправо – значение x. Таким образом получают положение точки О – центра вращения. 4. Из найденного центра вращения через подошву откоса проводят дугу окружности скольжения. 5. Графически по масштабу определяют радиус кривой скольжения. 6. Разбиваем массив откоса на вертикальные отсеки (блоки) графически определяют их ширину и среднюю высоту (табл. 1). 7. Для каждого отсека определяют его площадь, объем, вес, плечо центра тяжести относительно точки вращения О, момент веса блока относительно точки вращения О. Момент принимается отрицательным для восходящей ветви кривой скольжения. Для нисходящей ветви кривой скольжения моменты положительные. Таблица №1 № блока Ср. высота, м Ширина, м Объем блока, м 3 Масса блока (P i ), т Плечо, м, x i Момент сил 1 3,2 10,8 34,56 67,4 - 3,6 - 243 2 7 11,2 78,4 149 5,6 834 3 10 11,2 112 212,8 16,8 3575 4 6,8 7 47,6 90,44 2,6 2351 5 2,8 2,4 6,72 12,77 30,4 388 ∑= 532,41 ∑ 𝑃 𝑖 * 𝑥 𝑖 = 6906 8. В зависимости от требований степени точности расчета вес каждого расчетного отсека P i выносится на дугу окружности скольжения и раскладывается на два направления: нормальное и касательное к поверхности скольжения (составляющие N i и T i ). Измеряют или определяют расчетом значения угла , между вертикалью нормалью к поверхности скольжения для α 𝑖 каждого отсека. 9. Определяем длину дуги скольжения и значение коэффициента запаса: sin 𝑠𝑖𝑛 β 1 = 10,8 35,9 = 0, 303, β 1 = 17 0 17 ' , sin 𝑠𝑖𝑛 β 2 = 31,8 35,9 = 0, 886 β 2 = 51 0 19 ' или в радианах β 1 + β 2 = 68 0 56 ' 𝑎𝑟𝑐 68 0 56 0 = 1, 196 Длина дуги 𝐿 = β 1 + β 2 ( ) * 𝑅 = 1, 196 * 35, 9 = 42, 9 м. 10. Вычисляем коэффициент запаса 𝐾 зап = 𝑖=1 𝑛 ∑ 𝑃 𝑖 *tan𝑡𝑎𝑛 φ + 𝑖=1 𝑛 ∑ 𝐶 𝑖 *𝑙 𝑖 𝑖=1 𝑛 ∑ 𝑃 𝑖 *𝑥 𝑖 * 𝑅 = 532,41*0,40+0,85+42,9 6906,05 * 35, 9 = 1, 3 Вывод: коэффициент запаса превышает допустимый . Делаем 𝐾 зап > 𝐾 доп. вывод, что откос находится в неустойчивом состоянии. Задача №2 Проверка возможности опрокидывания и сдвига подпорной стенки. Эпюры активного и пассивного давлений изображены в графическом приложении №2. При опрокидывании фундамента произойдет его поворот относительно крайней точки подошвы фундамента – точки А (графическое приложение №1). Поворота не произойдет, если сумма моментов сил, удерживающих стенку при опрокидывании ( ), будет больше моментов сил, ∑ М уд. стремящихся опрокинуть стенку ( ). ∑ М опр. Исходные данные: , , , 𝑆 ст = 27, 5 м 2 σ = 71, 5 кН М опр. = 228 кН М Уд. = 143 кН. Расчет производится в следующей последовательности: 1. Определяют величины сил, действующих на подпорную стенку. 2. Определяют расстояние между линиями действия сил и точкой А. 3. Подсчитывают величины моментов соответствующих сил, относительно точки А, учитывая знак направления момента сил («+» - по часовой стрелке, «-» - против часовой стрелки). 4. Определяют коэффициент надежности на опрокидывание стенки 𝐾 н = ∑М уд ∑М опр = 143 228 = 0, 6 Устойчивость стенки на опрокидывание считается обеспеченной, если коэффициент надежности больше допустимого значения этого коэффициента. Расчет устойчивости положения стенки против сдвига осуществляется по подошве стенки (плоский сдвиг) и по ломаным поверхностям скольжения (глубинный сдвиг). В данной работе учитывается только плоский сдвиг. 𝐾 зап. = σ*tan𝑡𝑎𝑛 φ+ω*𝐶 𝐸 а = 71,5*0,7+27,5*0 60,8 = 0, 8, где - сдвигающее усилие, σ - угол внутреннего трения грунта, φ - площадь подпорной стенки, ω - сцепление грунта, 𝐶 – активное давление. 𝐸 𝑎 Вывод: устойчивость стенки на опрокидывание и на сдвиг не обеспечивается. |