механика грунтов. Расчет осадки основания методом послойного суммирования

Название	Расчет осадки основания методом послойного суммирования
Анкор	механика грунтов
Дата	26.02.2023
Размер	103.21 Kb.
Формат файла
Имя файла	Zadanie 5 (4).docx
Тип	Литература #955782

Проверяемое задание 5

Тема «Расчет осадки основания методом послойного суммирования»

Необходимо выполнить расчеты, заполнить таблицу, построить эпюры, сделать вывод.

Темы курса, которым соответствует данное задание: раздел 5, тема 5.2 «Расчет осадок оснований фундаментов».

Дополнительная литература и источники

СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений.

Требования к оформлению работы, включая требования к проверке задания на оригинальность (30 %)

Работа оформляется в программе Microsoft Word (в формате *.doc или *.docx).
Работа оформляется по ГОСТ 2.106-96. «Текстовые документы», ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам» с одной стороны стандартного листа писчей бумаги (210  297 мм), с оставлением полей не менее: слева – 30 мм, справа – 10 мм, сверху – 20 мм и снизу – 25 мм. Листы оформляются без рамки. По ГОСТ 2.105-95 текстовые документы выполняют на формах, установленных ГОСТ 2.104-2006.
Формулы набираются в редакторе формул и нумеруются.
Расчетные схемы выполняются в графическом редакторе (любом) и вставляются в работу в виде рисунка.
Иллюстрации должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ 7.32-2001 и ЕСКД. Иллюстрации нумеруют арабскими цифрами сквозной нумерацией или в пределах раздела (например, «Рисунок 1 – », «Рисунок 1.1 – »). В тексте должны быть даны ссылки на все иллюстрации.
Запрещается вставлять в работу отсканированные (сфотографированные) материалы.
Абзацы в тексте начинаются отступами, равными 15 мм. При оформлении записки – выравнивание по ширине страницы, шрифт 14, Times New Roman.
Работы с орфографическими ошибками, с соединением нескольких слов (написанных без пробелов), с двойными пробелами, с использованием нераспространенных сокращений (либо, наоборот, написанием полностью единиц измерения) приравниваются к целенаправленному получению обучающимися завышенной оценки от Системы обманным путем, следовательно, такие письменные работы не допускаются к проверке на оригинальность.
Имя файла – фамилия и инициалы студента, группа, дисциплина, задание с нижним подчеркиванием, например:

Иванов И.И._СТРб1603а_Механика грунтов_Практическая работа 5.

Варианты для задания 5

№. вар.	b, м	l, м	p, кПа	γ, кН/м³	d, м	E, МПа
1	2	3	200	18,5	0	10,4
2	3	4	210	19,1	1	20,2
3	4	5	220	20,2	2	30,1
4	5	6	230	18,3	1	15,8
5	2	2	235	19,4	0	25,9
6	3	3	210	20,0	0	10,6
7	4	4	230	18,8	1	20,8
8	5	5	220	19,2	2	30,3
9	6	6	220	20	1	20,2
10	2	4	210	18	0	30,1
11	3	6	230	19	0	15,8
12	4	8	300	20	1	25,9
13	5	8	280	18	2	15,8
14	6	8	310	19	1	25,9
15	2	3	260	20	0	10,6
16	3	4	240	18	0	20,8
17	4	5	210	19	1	30,3
18	5	6	270	20	2	15,8
19	2	2	320	18	1	25,9
20	3	3	330	19	0	15,8
21	4	4	280	20	0	25,9
22	5	5	210	18	1	10,6
23	6	6	300	19	2	30,1
24	2	4	200	20	1	15,8
25	3	6	280	18	0	25,9
26	4	8	310	19	0	10,6
27	5	8	340	20	1	20,8

Вариант для задания 5 студенты выбирают по следующим правилам.

Вариант работы определяется по первой букве фамилии студента.

Первая буква – номер варианта.

Буква	А	Б	В	Г	Д	Е/Ё	Ж	З	И/Й	К
Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Буква	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф
Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Буква	Х	Ц	Ч	Ш/Щ	Э	Ю	Я
Вариант	21	22	23	24	25	26	27

Задание 5

Определите по методу послойного суммирования с учетом только осевых сжимающих напряжений величину полной стабилизированной осадки основания фундамента (ширина подошвы – b, глубина заложения фундамента – d).

Постройте эпюру напряжений σ_zp в грунтовой толще на вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

Постройте эпюру напряжений от собственного веса грунта σ_zg.
Рекомендации по выполнению задания 5

Исходные данные

Определите по методу послойного суммирования с учетом только осевых сжимающих напряжений величину полной стабилизированной осадки основания фундамента (ширина подошвы – b, глубина заложения фундамента – d).

Постройте эпюру напряжений σ_zp в грунтовой толще на вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента.

Постройте эпюру напряжений от собственного веса грунта σ_zg.

№. вар.	b, м	l, м	p, кПа	γ, кН/м³	d, м	E, МПа
	2	3	270	19	1	15,8

Определение осадки методом послойного суммирования

Осадка фундамента S с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства определяется методом послойного суммирования по формуле:

, (5.1)

где

β – безразмерный коэффициент, равный 0,8;

– среднее значение дополнительного вертикального нормального напряжения в i-м слое грунта, равное полусумме указанных напряжений на верхней и нижней границе слоя по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента:

, (5.2)

где

h_i – толщина i-го слоя грунта;

E_i – модуль общих деформаций грунта i-го слоя грунта;

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

Значения вертикальных сжимающих напряжений от внешней нагрузки, на глубине zот подошвы фундамента по вертикали, проходящей через центр подошвы, определяют по формуле:

, (5.3)

где

α – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения сторон прямоугольной площади загружения

(l – длинная сторона, b – меньшая сторона независимо от направления сторон, l > b) и относительной глубины

(z – глубина, на которой определяется напряжение).

Значения коэффициента α приведены в таблице Д.1 приложения Д;

p₀ – дополнительное вертикальное давление на основание:

, (5.4)

p – интенсивность равномерно распределенной нагрузки;

– вертикальное напряжение от собственного веса грунта на уровне подошвы полосы нагружения:

, (5.5)

где

γ^/ – удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента;

d – глубина заложения фундамента.

Вертикальное эффективное напряжение от собственного веса грунта, на границе элементарного i-того слоя, расположенного на глубине z_i от подошвы фундамента, определяется по формуле:

, (5.6)

где

z_i– глубина i-того слоя от подошвы фундамента.

Нижнюю границу сжимаемой толщи следует принять на уровне, где напряжения от собственного веса грунта превышают напряжения от дополнительной нагрузки в 5 раз, т.е. выполняется условие:

.

Величина элементарного слоя принимается (не более 0,4b): 0,2 х b = 0,4 м.

Грунт делится на элементарные однородные слои. На границе каждого слоя определяются дополнительное и природное давление.

Определяется среднее давление в пределах элементарного слоя.

Проверяются условия границы сжимаемой зоны. Определяется осадка элементарного слоя и суммарная осадка.

Расчет осадки фундамента целесообразно производить в табличной форме (табл. 5.1).

Таблица 5.1 – Расчет осадки фундамента

№ элем. слоя	h_i, м	z_i, м	E_i, кПа	_i, кН/м³	, кПа	кПа		_i	, кПа	, кПа	S_i, см
0	0,4	0	15800	19	19,0	3,8	0	1,0	251,0
1		0,4			26,6	5,32	0,4	0,9728	244,16	247,58	0,501
2		0,80			34,2	6,84	0,8	0,8525	213,98	229,07	0,464
3		1,20			41,8	8,36	1,2	0,6908	173,38	193,68	0,392
4		1,60			49,4	9,88	1,6	0,5435	136,42	154,90	0,314
5		2,00			57,0	11,4	2	0,4263	106,99	121,70	0,246
6		2,40			64,6	12,92	2,4	0,3373	84,65	95,82	0,194
7		2,80			72,2	14,44	2,8	0,2710	68,02	76,34	0,155
8		3,20			79,8	15,96	3,2	0,2203	55,28	61,65	0,125
9		3,60			87,4	17,48	3,6	0,1820	45,68	50,48	0,102
10		4,00			95,0	19,0	4	0,1528	38,34	42,01	0,085
11		4,40			102,6	20,52	4,4	0,1298	32,57	35,45	0,072
12		4,80			110,2	22,04	4,8	0,1113	27,92	30,25	0,061
13		5,20			117,8	23,56	5,2	0,0965	24,22	26,07	0,053
14		5,60			125,4	25,08	5,6	0,0840	21,08	22,65	0,046
												2,81

При построении расчетной схемы, показанной на рисунке 5.1, следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб напряжений 50 кПа в 1 см.

Рисунок 5.1 – Расчетная схема определения осадки методом послойного суммирования
Приложение Д

Таблица Д.1 – Значения коэффициента α (СП 22.13330.2016)

	Соотношение размеров подошвы прямоугольных фундаментов
	1,0	1,4	1,8	2,4	3,2	5
0	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
0,4	0,960	0,972	0,975	0,976	0,977	0,977
0,8	0,800	0,848	0,866	0,876	0,879	0,881
1,2	0,606	0,682	0,717	0,739	0,749	0,754
1,6	0,449	0,532	0,578	0,612	0,629	0,639
2,0	0,336	0,414	0,463	0,505	0,530	0,545
2,4	0,257	0,325	0,374	0,419	0,449	0,470
2,8	0,201	0,260	0,304	0,349	0,383	0,410
3,2	0,160	0,210	0,251	0,294	0,329	0,360
3,6	0,131	0,173	0,209	0,250	0,285	0,319
4,0	0,108	0,145	0,176	0,214	0,248	0,285
4,4	0,091	0,123	0,150	0,185	0,218	0,255
4,8	0,077	0,105	0,130	0,161	0,192	0,230
5,2	0,067	0,091	0,113	0,141	0,170	0,208
5,6	0,058	0,079	0,099	0,124	0,152	0,189
6,0	0,051	0,070	0,087	0,110	0,136	0,173
6,4	0,045	0,062	0,077	0,099	0,122	0,158
6,8	0,040	0,055	0,064	0,088	0,110	0,145
7,2	0,036	0,049	0,062	0,080	0,100	0,133
7,6	0,032	0,044	0,056	0,072	0,091	0,123
8,0	0,029	0,040	0,051	0,066	0,084	0,113
8,4	0,026	0,037	0,046	0,060	0,077	0,105
8,8	0,024	0,033	0,042	0,055	0,071	0,098
9,2	0,022	0,031	0,039	0,051	0,065	0,091
9,6	0,020	0,028	0,036	0,047	0,060	0,085
10,0	0,019	0,026	0,033	0,043	0,056	0,079
10,4	0,017	0,024	0,031	0,040	0,052	0,074
10,8	0,016	0,022	0,029	0,037	0,049	0,069
11,2	0,015	0,021	0,027	0,035	0,045	0,065
11,6	0,014	0,020	0,025	0,033	0,042	0,061
12,0	0,013	0,018	0,023	0,031	0,040	0,058

Примечание

Для промежуточных значений ξ и η коэффициенты α определяют интерполяцией.

Бланк выполнения задания 5

Таблица 1 к заданию 5 – Расчет осадки фундамента

№ элем.

слоя

h_i, м

z_i, м

E_i, кПа

_i, кН/м³

, кПа

кПа

_i

, кПа

S_i, см