Механика грунтов вар 72
.pdfФедеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный архитектурно строительный университет
Кафедра геотехники
Контрольная работа Механика грунтов
Выполнил: ФБФО гр. Шифр
Санкт-Петербург
2012г.
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные. ......................................................................................................... |
3 |
1. Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки |
|
строительства. ............................................................................................................ |
4 |
1.1. Определение классификационных показателей и физико-механических |
|
свойств грунтов: ..................................................................................................... |
4 |
1.2. Определение расчетного сопротивления грунта основания....................... |
6 |
2. Определение осадки фундамента......................................................................... |
9 |
Определение несущей способности основания. ...................................................... |
10 |
Список использованной литературы......................................................................... |
12 |
2
Исходные данные.
|
Наименованиегрунта |
Для расчета |
весУдельный /кН,грунтам3 |
Угол внутреннего Сцепление, кПа |
весУдельныйтвердых грунтачастиц, кН/м3 |
Влажность, отн.ед. |
текучестиПредел , .отнед. |
раскатыванияПредел , .отнед. |
Коэффициент фильтрации, см/с |
деформацииМодуль , кПа |
||||
|
весУдельный /кН,грунтам3 |
Угол внутреннего Сцепление, кПа |
||||||||||||
|
|
несущей |
|
Для расчета по |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
способности |
деформации |
|
|
|
|
|
|
|||||
Nп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Сугли |
15,1 |
14 |
|
4 |
17,8 |
16 |
5 |
26,9 |
0,41 |
0,45 |
0,31 |
2,1*10- |
7000 |
|
нок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Песок |
16,4 |
30 |
|
- |
19,2 |
35 |
- |
26,5 |
0,18 |
- |
- |
3,5*10- |
31000 |
|
средн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
крупн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
1. Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства.
1.1. Определение классификационных показателей и физико-механических свойств грунтов:
Суглинок темно-серый тяжелый пылеватый с линзами и гнездами водонасыщенного песка с включениями гальки (морена):
- удельный вес сухого грунта
|
d |
|
|
|
|
w |
||
1 |
17.8 1 0,41
=12.6 кН/м3
- коэффициент пористости
е |
|
s |
|
d |
|
26,9 12.6 |
=1.13 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
12.6 |
|
|
|
|
d |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
енаходится в пределах >0,7; грунт рыхлый.
-пористость грунта
|
|
|
12.6 |
|
|
||
n 1 |
d |
1 |
|
=0,53 |
|||
26,9 |
|||||||
|
s |
|
|
|
|
|
|
- полная влагоемкость |
|||||||
wsat |
e w |
|
1.13 10 |
=0,41 |
|||
|
|
|
|||||
|
s |
26,9 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где γw=10 кН/м – удельный вес воды
- степень влажности
s |
|
|
w |
|
r |
w |
|||
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
sat |
0,41 0,41
=1
0,8<Sr≤1,0 – по степени влажности грунт насыщен водой
-удельный вес
sb ( s w ) (1
- коэффициент
с учетом взвешивающего действия воды
n) (26,9 10) (1 0,53) 7.9 |
кН/м |
3 |
|
||
|
|
относительной сжимаемости
0
0
|
2 |
|
2 |
|
|
||
1 |
0 |
, |
где ν – коэффициент Пуассона, для суглинистого грунта ν=0,35 |
||||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
|
1 |
||||||
|
0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
2 0,35 |
2 |
|
||||
1 |
|
0,623 |
|||||
1 |
0,35 |
||||||
|
|
||||||
m 0 0,623 =0,089 кПа-1
E 7000
- число пластичности
I p wL wP =0,45-0,31=0,14 (грунт суглинок) 0,07<Ip<0,17 - показатель текучести
4
I |
|
|
w w |
P |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
I |
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,41 0,31 0,14
=0,71 (суглинок мягкопластичный)
Песок средней крупности:
- удельный вес сухого грунта
|
d |
|
|
|
|
w |
||
1 |
19.2 1 0,18
=16.3 кН/м3
- коэффициент пористости
еs d
d
26,5 16.3 16.3
=0.63
енаходится в пределах <0,7; грунт средней плотности.
-пористость грунта
n 1 |
|
|
|
||
|
d s
1
16.3 26,5
=0,38
- полная влагоемкость
wsat
где
w
s
γw=10
|
0.63 10 |
=0,24 |
|
26,5 |
|||
|
|||
|
|
кН/м – удельный вес воды
- степень влажности
s |
|
|
w |
|
r |
w |
|||
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
sat |
0,18 0,24
=0.75
– по степени влажности грунт влажный
-удельный вес с учетом
sb ( s w ) (1 n) (26,5
взвешивающего действия воды
10) (1 0,38) 10.23 |
кН/м |
3 |
|
||
|
|
- коэффициент относительной сжимаемости
0 |
|
1 |
|
2 |
0 |
2 |
, |
где ν – коэффициент Пуассона, для суглинистого грунта ν=0,35 |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
1 |
|
0 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 0,32 |
|
|
|||||||
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,74 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
1 |
0,3 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
m |
|
|
0 |
|
|
|
0,74 |
|
=0,023 кПа-1 |
|||||||
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
31000 |
|
|||||||||
5
Вывод:
На рассматриваемой площадке под строительство в г. Псков произведены инженерно-геологические изыскания 2 скважины глубиной 12,0 м. Уровень грунтовых вод находится на глубине 10,0м.
Первый слой суглинок темно-серый тяжелый пылеватый с линзами и гнездами водонасыщенного песка с включениями гальки (морена) мощностью от 8,0м. до 3,0м. Суглинок мягкопластичный, среднесжимаемый.
Второй слой песок средней крупности. Слабосжимаемый грунт.
1.2. Определение расчетного сопротивления грунта основания.
Нормативная глубина промерзания - 1,1м. Принимаем глубину заложения фундамента d=4,5м. Размеры подошвы фундамента 2,0м х 7,0м.
Определяем расчетное сопротивление грунта R по методике СНиП 2.02.01-83:
R |
|
c1 |
|
c2 |
[М k b |
|
М d |
/ |
M c |
|
] |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
К |
|
|
z |
II |
q |
II |
c |
II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γс1 – коэффициент условий работы; γс1=1,1 γс2 – коэффициент условий работы; γс2=1,0 k=1,0 – коэффициент
Мγ=0,29 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=16 (суглинок) Мq=2,17 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=16 (суглинок) Мc=4,69– коэффициент при угле внутреннего трения φ=16 (суглинок)
Мγ=1,15 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=35 (песок) Мq=5,59 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=35 (песок) Мc=7,95 – коэффициент при угле внутреннего трения φ=35 (песок)
kz=1,0 – коэффициент при ширине подошвы фундамента < 10м b=2м – ширина подошвы фундамента
γII – осредненное значение удельного веса грунтов, залегающих под подошвой фундамента.
γ’II – осредненное значение удельного веса грунтов, залегающего выше подошвы фундамента.
d – глубина заложения фундамента
сII– расчетное сцепление грунта, залегающего под подошвой фундамента;
Определяем R по методике СНиП 2.02.01-83:
R |
c1 c2 |
|
|
|
|||
k |
M kzb II |
Mq d1 'II Mq 1 db 'II MccII |
|
|
|
|
На глубине заложения фундамента :
6
R |
1,1 1, 0 |
0.29 1, 0 |
2, 0 |
7.93 2,17 4.5 13.98 4.69 5 181.01кПа |
|||||||||||||||
|
|
1, 0 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
3, 0 17.0 1.5 7.93 |
13.98кН |
/ м |
3 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
II |
|
|
|
4.5 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.0 7.93 |
7.93кН / м |
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
II |
|
1.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На глубине 7,5м (суглинок): |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
R |
1,11, 0 |
0.29 1, 0 |
2, 0 |
9.02 2.17 7.5 11.56 4.69 5 238.1кПа |
|||||||||||||||
|
|
1, 0 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
17, 0 3, 0 4, 5 7.93 |
|
11.56кН |
/ м |
3 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
II |
|
|
|
7, 5 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 7.93 0.5 10.1 |
9.02кН / м |
3 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
II |
|
|
1, 0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
На глубине 8,5м (песок): |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
R |
1,1 1, 0 |
1.151, 0 |
2, 0 |
10.1 5.59 |
8.5 11.13 7.95 0 532.3кПа |
||||||||||||||
|
|
1, 0 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
17, 0 3, 0 5,5 7.93 |
11.13кН |
/ м |
3 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
II |
|
|
|
8,5 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.0 10.1 |
10.1кН / м |
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
II |
|
1, 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На глубине 10,5м (песок): |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
R |
1,1 1, 0 |
1.151, 0 |
2, 0 |
10.1 5.59 |
10.5 11.04 7.95 0 738.10кПа |
||||||||||||||
|
|
1, 0 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
17, 0 3, 0 5.0 7.93 2.5 10.1 |
11.04кН / м |
3 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
II |
|
|
|
10,5 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1.0 10.1 |
10.1кН / м |
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
II |
|
1, 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R0
|
II |
|
|
1,1 1,0 |
0,231,0 4 9,6 1,94 1,7 18,1 4,42 14 143,44 |
кПа |
|||||||||
1,0 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
i |
h |
|
18,1 0,3 8,16 2,0 |
10,79 3,0 8,96 5,0 |
|
|
|
||
|
|
|
i |
|
9,6 |
кН/м3 |
||||||
h |
0,3 2 |
3,0 5,0 |
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
' i hi
II h
|
18,1 1,7 |
18,1 |
|
1,7 |
|||
|
|
кН/м3
7
Рис.1- Геологический разрез
8
2. Определение осадки фундамента.
Расчет осадки методом послойного суммирования:
Мощность отдельного слоя:
hi 0, 4b 0, 4 2,0 0.8м
Природное давление грунта: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
zg ,0 1,II |
d 17.0 3.0 1.5 7.93 62.90кПа |
|
|
|
|
|
|||||||
Соотношение сторон фундамента: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
l |
7 |
3.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
Грунт |
|
z, м |
=2z/b |
|
zg,i, |
zy= |
zym,i |
zp,i, |
zpm,i, |
zpm,i- |
S |
|
слоев |
|
|
|
|
|
|
кПа |
zg,0, кПа |
, |
кПа |
кПа |
zym,i, |
|
грунта |
|
|
|
|
|
|
|
|
кПа |
|
|
кПа |
|
0 |
Суглино |
|
0,8 |
0,8 |
1,00 |
62.90 |
62.90 |
|
118.11 |
|
|
|
|
1 |
к |
|
|
1,6 |
1,6 |
0,879 |
69.24 |
60.86 |
61.8 |
103.82 |
110.97 |
49.17 |
0.012 |
2 |
E=7МПа |
|
2,4 |
2,4 |
0,745 |
75.54 |
56.28 |
58.5 |
87.99 |
95.9 |
37.4 |
|
|
3 |
|
|
|
3,2 |
3,2 |
0,705 |
81.84 |
57.70 |
56.9 |
83.0 |
85.4 |
28.5 |
|
4 |
|
|
|
4,0 |
4,0 |
0,689 |
88.14 |
60.73 |
59.2 |
81.0 |
82.0 |
22.8 |
|
5 |
|
|
|
4,8 |
4,8 |
0,624 |
94.44 |
58.93 |
59.8 |
73.7 |
77.35 |
17.55 |
|
6 |
|
|
|
5,0 |
5,0 |
0,463 |
100.74 |
46.64 |
52.9 |
54.68 |
64.19 |
11.29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Песок |
|
5,0 |
5,0 |
0,463 |
100.74 |
46.64 |
46.6 |
54.68 |
54.68 |
8.08 |
0.001 |
|
7 |
E=31МП |
5,8 |
5,8 |
0,319 |
108.82 |
34.71 |
40.6 |
37.68 |
46.18 |
5.58 |
|
||
|
а |
|
|
6,6 |
6,6 |
0,305 |
116.9 |
35.65 |
35.2 |
36.02 |
36.85 |
1.65 |
|
|
|
|
|
7,4 |
7,4 |
0,289 |
124.98 |
36.12 |
35.9 |
34.13 |
35.08 |
|
|
|
|
|
|
8,0 |
8,0 |
0,245 |
133.06 |
32.60 |
34.3 |
28.93 |
31.53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем:
|
zp,0 |
p |
|
zg,0 |
|
II |
|
181.01 62.9 118.11кПа
Осадка фундамента:
n |
|
|
h |
|
49.17 37.4 28.5 22.8 17.55 11.29 0.8 |
|
0.8 8.08 5.58 1.65 |
||
S |
|
zpd ,i |
i |
0,8 |
|
|
|
|
0, 013м 1.3см |
|
E |
|
7000 |
31000 |
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
i |
|
|
|
|
|
|||
9
Мощность сжимаемого слоя: Нс=6,9м.
Определение несущей способности основания.
Nu b'l' N b' I Nq q 'I d Nc c cI
При угле наклона равнодействующей внешней нагрузки 00 и угле внутреннего трения грунта, равном 14:
N = 7,17, Nq=12,21, Nc=22,60.
h l |
b |
3.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 0, 25 |
0,93 |
, |
|
1 1,5 |
|
1.43 , |
|
1 0,3 |
3.5 |
1,08 |
||
|
|
|
|
3.5 |
|
|
q |
3.5 |
|
c |
|
|
||
Nu |
7,0 2,0 7,17 0,93 2,0 7.93 |
12, 21 1, 43 13.98 4.5 22,60 1,08 5 15345Н |
||||||||||||
N f Nu
п
Нагрузка от здания: N ApII , p f pII 1.2 181.01 217.21кН / м2 следовательно
N=217.21x7x2=3040.9кН
10