Главная страница
Навигация по странице:

  • Волгодонский инженерно-технический институт

  • (ВИТИ НИЯУ МИФИ) ФАКУЛЬТЕТ АЭиМ КАФЕДРА СП СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 08.05.01 ОТЧЕТ ПО

  • РАБОТЫ ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ Лебедев Виктор Николаевич СЗС-18-Дфамилия, имя, отчество, группа, подписьРАБОТЫ ПРИНЯЛ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

  • Волгодонск 2023 г. Определение просадки от собственного веса грунта Цель работы

  • Обобщенные характеристики грунтов площадки

  • Значения просадок S

  • Значения просадочных деформаций при различной

    		•

    Лебедев праткическая работа 1. Отчет по практической работе 1 Определение просадки от собственного веса грунта по дисциплине строительство в особых грунтовых условиях


    Скачать 245 Kb.
    НазваниеОтчет по практической работе 1 Определение просадки от собственного веса грунта по дисциплине строительство в особых грунтовых условиях
    Дата17.05.2023
    Размер245 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаЛебедев праткическая работа 1.doc
    ТипОтчет
    #1139010

    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего образования

    «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

    Волгодонский инженерно-технический институт –

    филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

    (ВИТИ НИЯУ МИФИ)

    ФАКУЛЬТЕТ АЭиМ

    КАФЕДРА СП

    СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 08.05.01

    ОТЧЕТ

    ПО

    ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

    №1 Определение просадки от собственного веса грунта

    ПО ДИСЦИПЛИНЕ Строительство в особых грунтовых условиях


    РАБОТЫ ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ

    Лебедев Виктор Николаевич СЗС-18-Д

    фамилия, имя, отчество, группа, подпись

    РАБОТЫ ПРИНЯЛ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

    Ткачев Владимир Григорьевич к.т.н., доцент_

    фамилия, имя, отчество, ученая степень, ученое звание, должность

    Волгодонск

    2023 г.

    Определение просадки от собственного веса грунта
    Цель работы: рассчитать значение наибольшей просадки от собственного веса грунта, характеристики отдельных слоев которого обобщены (табл. 1), и определить тип грунтовых условий по просадочности. Одновременно рассмотреть случаи замачивания лессовых грунтов основания при источниках различных размеров (Bw>Hslи Bw<Hsl).

    Таблица 1

    Обобщенные характеристики грунтов площадки


    Глубина слоя, м
    w
    ρ,

    т/м3
    ρs,

    т/м3
    e
    wL
    wp
    E,

    МПа
    εsl при p, МПа

    0,1
    0,2
    0,3

    0 – 0,5
    0,20
    1,74
    2,70
    0,86
    0,30
    0,18
    20
    0,000
    0,000
    0,001

    0,5 – 3
    0,20
    1,74
    2,70
    0,86
    0,41
    0,26
    20
    0,013
    0,020
    0,029

    3 - 5
    0,15
    1,81
    2,70
    0,72
    0,32
    0,18
    17,4
    0,011
    0,015
    0,024

    5 – 7

    0,15
    1,81
    2,70
    0,72
    0,32
    0,18
    17,4
    0,011
    0,015
    0,024

    7 – 9
    0,16
    1,84
    2,70
    0,71
    0,31
    0,18
    17,4
    0,009
    0,012
    0,015

    9 – 11
    0,19
    1,72
    2,69
    0,67
    0,36
    0,23
    21
    0,009
    0,012
    0,018

    11 – 13
    0,21
    1,84
    2,69
    0,77
    0,38
    0,22
    16
    0,006
    0,010
    0,016

    13 – 15
    0,21
    1,86
    2,69
    0,75
    0,35
    0,21
    17
    0,005
    0,009
    0,011

    15 - 20
    0,18
    1,92
    2,72
    0,67
    0,44
    0,23
    22
    -
    -
    -

    В таблице обозначено:

    w – природная влажность грунта; ρ – плотность грунта; ρs– плотность частиц грунта; e– коэффициент пористости грунта; wL– влажность грунта на границе текучести; wp– влажность грунта на границе пластичности (раскатывания); Е – модуль деформации грунта; εsl– относительная просадочность грунта.

    Как следует из табл. 1, просадочными свойствами обладают слои грунта на глубину до Hsl=15 м, ниже они подстилаются непросадочными глинами. Предположим, что замачивание грунта ведется из котлована шириной Bw=20 м>Hsl=15 м.

    Предположим, что просадочные грунты представлены в основном суглинками, у которых угол растекания β=50о. Условно считаем, что по фильтрационным свойствам слои грунта достаточно однородны, поэтому принимаем коэффициент mβ=1,0.

    Порядок вычислений:

    1. Определим ширину участка котлована bw , в пределах которого наблюдаются наибольшие просадки. По формуле (7) находим

    =20–15=5 м.

    2. Расчетная длина криволинейного участка просевшей поверхности вычисляется по формуле (9)

    =15ּ(0,5+1,0 ּ tg 50o)=25,4 м.

    3. Общая ширина просевшей поверхности грунта определяется по формуле (5), т.е.

    =5+2ּ 25,4=55,8 м .

    4. Основание в пределах просадочной толщи разбиваем на отдельные слои высотой не более 200 см (рис. 3).



    Рис. 3. Схема распределения напряжений от собственного веса

    водонасыщенного грунта по глубине

    5. Напряжения от собственного веса водонасыщенного грунта находим по формуле (12), предварительно вычислив удельный вес отдельных его слоев в пределах просадочной толщи, используя формулу (11).

    В качестве примера покажем вычисление удельного веса водонасыщенного грунта слоя, расположенного на глубине 1,5 – 3,0 м:

    кН/м3 ,

    кПа.

    6. Определим напряжения в середине каждого слоя грунта и, используя данные табл. 1, вычисляем соответствующие значения εsl, для этого воспользуемся степенно-показательной функцией вида (2.11) [1]:

    ,

    где a, b, и с – коэффициенты, которые находятся по результатам определений εsl,1, εsl,2и εsl,3при трех значениях вертикального давления p1, p2, иp3 по формулам:







    Результаты вычислений представлены в табл. 2.

    Таблица 2

    К расчету просадки от собственного веса

    Глубина расположения слоев,м
    γsat,I ,

    кН/м3
    σzg,sat,

    кПа
    ,

    кПа
    εsl,i
    hi ,

    см
    Ssl,g ,

    см

    0 – 0,5
    19,2
    10
    5
    0
    50
    0

    0,5 – 1,5

    19,2
    29
    20
    0,003
    100
    0,3

    1,5 – 3,0
    19,2
    59
    44
    0,006
    150
    0,9

    3,0 – 5,0
    19,9
    99
    79
    0,009
    200
    1,8

    5,0 – 7,0
    19,9
    139
    119
    0,012
    200
    2,4

    7,0 – 9,0
    20,0
    179
    159
    0,011
    200
    2,2

    9,0 – 11,0
    18,5
    216
    198
    0,012
    200
    2,4

    11,0 – 13,0
    19,5
    255
    235
    0,012
    200
    2,4

    13,0 – 15,0
    19,6
    294
    275
    0,010
    200
    2,0

    Примечание: по всей глубине расположения слоев ksl=1,0.
    7. Поскольку величина просадочной толщи составляет 15 м, то принимаем коэффициент ksl=1,0 и по формуле (8) вычисляем величину просадки каждого слоя, а затем суммируем значения в пределах всей просадочной толщи:

    Ssl,g=0,3+0,9+1,8+2,4+2,2+2,4+2,4+2,0=14,4 см.

    Ввиду того, что Ssl,g=14,4>5,0 см, то грунтовые условия площадки относятся ко II типу по просадочности.

    8. Находим в отдельных точках x криволинейного участка поверхности значения просадочных деформаций от собственного веса грунта по формуле (9).

    Расчетные точки принимаем (табл. 3): x1=0; x2=0,2ּr=0,2ּ 25,4=5,8 м; x3=0,4 r=0,4 ּ25,4=10,16 м; x4=0,6ּ 25,4=15,24 м; x5=0,8 ּ 25,4=20,32 м; x6=r=25,4 м.

    см;

    см;

    см.

    Таблица 3

    Значения просадок Ssl,g(x)в пределах криволинейного участка поверхности

    Расчетные точки
    x, м


    Ssl,g(x) , см

    1; 12
    r
    -1
    0

    2; 11
    0,8ּr
    -0,809
    1,4

    3; 10
    0,6ּr
    -0,309
    5,0

    4; 9
    0,4ּr
    0,309
    9,4

    5; 8
    0,2ּr
    0,809
    13,0

    6; 7
    0ּr
    1
    14,4



    Рис. 4. Распределение расчетных просадок от собственного веса

    грунта на уровне его поверхности

    В условиях замачивания из источника Bw=20 м просадка при действии собственного веса грунта проявляется на уровне поверхности в зависимости от расстояния точки до оси котлована (рис. 4).

    8. По формуле (10) рассчитаем значения наибольшей просадки по оси замачивания при Bw<Hsl (табл. 4).

    Таблица 4

    Значения просадочных деформаций при различной

    ширине источника замачивания


    , см

    0,05
    0,31
    4,5

    0,10
    0,43
    6,2

    0,20
    0,60
    8,6

    0,40
    0,80
    11,5

    0,60
    0,92
    13,2

    0,80
    0,98
    14,1

    1,00
    1,00
    14,4


    Как следует из табл. 4, при небольших источников замачивания (Bw=0,05ּHsl) потенциальная просадка от собственного веса грунта проявляется слабо. В этом случае грунтовые условия могут быть ошибочно отнесены к I типу по просадочности, так как при небольших значениях Bw просадка от собственного веса составляет менее 5 см.

    3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДЕФОРМАЦИЙ ЛЕССОВОГО ОСНОВАНИЯ

    В зоне основания, непосредственно примыкающей к подошве фундамента, наблюдается уплотнение грунта естественной влажности, как следствие – появление деформации осадки S.

    В период эксплуатации здания или сооружения в условиях возможного замачивания грунта развивается просадочная деформация Ssl. Полная (суммарная) деформация основания фундаментов на лессовых грунтах состоит из двух слагаемых и выражается следующим образом:

    Sn=S+Ssl . (13)

    Просадочная деформация может развиваться как под воздействием напряжений от внешней нагрузки Ssl,p, так и от собственного веса грунта Ssl,g:

    Ssl=Ssl,p+Ssl,g . (14)

    Согласно действующим нормативам, осадку фундаментов шириной подошвы b≤10 м рассчитывают, используя модель линейно-деформируемого полупространства. Предполагают, что осадка происходит в основном за счет сжатия грунта в пределах сжимаемой толщи, нижняя граница которой выделяется на глубину от подошвы фундамента по определенному соотношению ks между дополнительными σzp и природными σzп напряжениями в грунтовом основании. Нижняя граница сжимаемой толщи принимается на глубине z=Hc, на которой соблюдаются следующие условия:

    . (15)

    В расчетах осадки фундамента на грунтах природной влажности, модуль общей деформации которых Е≥5 МПа, принимают коэффициент ks=0,2. Если в пределах сжимаемой толщи залегают слои грунта с модулем общей деформации E<5 МПа или такой слой примыкает непосредственно на глубине z=Hc, то нижняя граница сжимаемой толщи устанавливается по формуле (15) при ks=0,1.

    Расчет осадки S фундаментов по методу послойного суммирования осуществляется по формуле

    , (16)

    где β – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0,8;

    σzp,I – среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме σzp на верхней zi-1 и нижней ziграницах слоя по оси, проходящей через цент подошвы фундамента;

    hi, Ei – соответственно толщина и модуль общей деформации i-го слоя грунта;

    n– число слоев, на которое разбита сжимаемая толща основания.

    Вертикальное напряжение от собственного веса грунта естественной влажности, расположенного на глубине zот подошвы фундамента, находится по формуле

    , (17)

    где γ’ – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

    dn – глубина заложения подошвы фундамента, равная в случае планировки площадки подсыпкой расстоянию от отметки природного уровня NL до отметки подошвы фундамента FL. При планировке срезкой грунта вместо dn подставляют глубину d, равную расстоянию от отметки планировки DL до отметки подошвы фундамента FL.

    Дополнительные вертикальные напряжения на глубине zот подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента, вычисляется по формуле

    , (18)

    где αz – коэффициент, учитывающий рассеивание напряжений по глубине основания и принимаемый по приложению 2 СНиП 2.02.01-85 зависимости от формы подошвы и соотношения сторон фундамента, а также относительной глубины (прил. 5–10);

    po – дополнительное вертикальное давление по подошве фундамента, вычисляемое по формуле

    , (19)

    где p – среднее давление от нагрузок под подошвой фундамента, вычисленное для его расчета по второй группе предельных состояний;

    σzg,o – вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы фундамента, вычисленное по формуле (17).

    Расчет просадки основания фундамента от действия внешней нагрузки производится с использованием модели линейно-деформируемого полупространства.

    Грунт ниже подошвы фундамента в пределах просадочной толщи Hsl разделяется на однородные по физико-механическим характеристикам слои толщиной: в пределах деформируемой зоны по hi≤0,4b , ниже ее – hi≤2 м.

    Сначала находятся напряжения от собственного веса грунта на различных глубинах, а затем определяются дополнительные напряжения в пределах сжимаемой толщи. Напряжения σzg и σzр суммируются.

    Просадка грунта от внешней нагрузки вычисляется по формуле

    , (20)

    где εsl,i – относительная просадочность от действия полного вертикального напряжения σz в середине i-го слоя грунта;

    hi – толщина i-го слоя грунта;

    ksl,i – коэффициент, учитывающий возможные горизонтальные перемещения лессового грунта при просадке и принимаемый в зависимости от ширины или диаметра подошвы фундамента b. При b≤3 м коэффициент для слоя грунта вычисляется по формуле

    , (21)

    где p– среднее давление по подошве фундамента, кПа;

    psl,i – начальное просадочное давление, кПа;

    po – давление, принимаемое равным 100 кПа.

    написать администратору сайта