primer_oformlenia_kursovoy_raboty_po_MG

Содержание

30

1.АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1. Определение расчетных характеристик физического состояния грунтов

Расчетные характеристики служат для оценки физического состояния и определения типа, вида и разновидности грунтов согласно СТБ 943-2007.

К ним относят:

- ρd плотность сухого грунта (скелета грунта):

где WL – влажность на границе текучести; WP – влажность на границе раскатывания.

Показатель текучести определяется по формуле:

Исходные данные:

ρ - плотность грунта в естественном состоянии; W - влажность грунта;

ρs - плотность твердых частиц;

WL - влажность на границе текучести;

30

WP - влажность на границе раскатывания.

Расчеты выполняются для каждого слоя.

Результаты расчета сводятся в таблицу, форма по которой приведена ниже (таблица 4).

Для исходных данных приведенных в таблице 1, определить основные физико-механические характеристики грунтов.

Таблица-1

Для оценки физического состояния и определения типа, вида и разновидности грунта определяются следующие характеристики грунта:

1. Плотность сухого грунта (скелета грунта) ρd :

где: ρ – плотность грунта, г/см3;

W– природная влажность грунта в долях единицы;

2.Коэффициент пористости грунта природного сложения и влажности e :

где: ρS – плотность твёрдых частиц грунта, г/см3;

3. Степень влажности (коэффициент водонасыщенности):

где: ρW – плотность воды, принимаемая 1 г/см3.

Для пылевато-глинистых грунтов дополнительно определяем число пластичности и показатель текучести (для второго и третьего слоёв):

4. Число пластичности:

Для второго слоя: Ip=WL-WP = 0,31-0,12 = 0,19 = 19%;

30

Для третьего слоя: Ip=WL-WP = 0,39-0,22 = 0,17 = 17%,,

где: WL – влажность на границе текучести; WP – влажность на границе раскатывания;

5. Показатель текучести:

Результаты расчёта сводим в таблицу 4.

1.2. Анализ гранулометрического состава грунта.

Для первого слоя, поскольку он является песчаным, проводится анализ гранулометрического состава грунта. Исходные данные приведены в таблице 2.

Необходимо определить вид обломочно-песчаных грунтов по СТБ 943-07:

– по грансоставу;

– по показателю максимальной неоднородности Umax :

30

120

100

80

60

40

20

0 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5

Рисунок 1 - Кривая однородности грунта

Графически определяются значения:

20 < Umax ≤ 40 – песок среднеоднородный.

Вывод: данный грунт – крупный песок среднеоднородный.

1.3. Определение типа и разновидности грунтов по СТБ 943-2007

Классификация обломочных пылевато-глинистых грунтов (второй и третий слой) производится по типу и разновидности (табл. 4.2. СТБ 943-07):

–тип грунта определяется по числу пластичности IP ;

–разновидность: по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по показателю текучести I L .

Для песчаных грунтов проводят анализ гранулометрического состава и определяют тип, вид и разновидность:

–тип – песок, если масса частиц крупнее 2 мм <50%;

–вид обломочно-песчаных грунтов определяется по гранулометрическому составу и по

показателю максимальной неоднородности Umax ;

– разновидность – по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по степени влажности Sr (табл. 4.2. СТБ 943-07).

Полное наименование грунтов занесены в графу 13 таблицы 4.

30

Слой №1.

Данный слой обломочно-песчаный (отсутствуют значения WL и WP ): Тип: песок, масса частиц крупнее 2 мм = 17,2%<50%;

Вид: по гранулометрическому составу и по показателю Umax – крупный песок неоднородный;

Разновидность:

– по прочности при зондировании:

так как для первого слоя

средней прочности (3,0≤3,4≤14);

– по степени влажности:

Sr = 0,93 – песок водонасыщенный (0,8<Sr≤1).

Вывод: Слой №1 – песок крупный, среднепрочный, водонасыщенный.

Слой №2.

Данный слой обломочно-пылеватый глинистый (WL = 0,31 ; WP = 0,12 ): Тип: по числу пластичности IP = 0,19(19%) – глина (табл. 4.2 СТБ 943-07); Разновидность:

–по прочности при зондировании: Не определяется.

–по показателю текучести:

IL = 0,58 – глина мягкопластичная (0,50< IL ≤0,75).

Вывод: Слой №2 – глина мягкопластичная.

Слой №3.

Данный слой обломочно-пылеватый глинистый (WL = 0,39 ; WP = 0,22 ):

Тип: по числу пластичности IP = 0,17(17%) – суглинок (табл. 4.2 СТБ 943-07);

Разновидность:

– по прочности при зондировании:

так как для третьего слоя Pd = 4,8МПа , по графе 4 табл. 4.6 СТБ 943-07 определяем – данный

грунт прочный (2,8<4,8≤8,3);

– по показателю текучести:

IL = 0,75 – суглинок прочный (0≤ IL ≤1).

Вывод: Слой №3 – суглинок прочный.

Данные, полученные по результатам расчётов, сведены в таблицу 4.

30

Таблица 4 Физико-механические характеристики грунтов основания

1.4. Определение нормативных и расчетных значений физико-механических характеристик грунтов по данным динамического зондирования

Необходимо для каждого слоя первоначально определить нормативные значения следующих характеристик грунтов:

– удельный вес γ n ,γ I ,γ II , кН/м3

γ n = ρ × g ,

где g – ускорение свободного падения, принимаемое равным 10 м/с2; ρ – плотность грунта в естественном состоянии, г/см3;

–для водонасыщенных песков дополнительно определяется удельный вес грунта в водонасыщенном состоянии γ nw ,γ IIw

γ w = γ s − γ w ,

n 1+ e

где γ w – удельный вес воды равный 10 кН/м3;

γ s – удельный вес твёрдых частиц грунта (определяется как и λn ).

Далее определяются нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов (ϕn ,cn , E ) по данным динамического зондирования в зависимости от

величины Pд (по табл. 5.4, 5.7, 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006). В рамках данной работы будем

считать суглинки и супеси моренного, глины – озёрно-ледникового происхождения.

Расчётные значения характеристик грунтов для первой и второй группы предельных состояний:

–удельный вес γ I ,γ II ;

–угол внутреннего трения ϕI ,ϕII ;

–удельное сцепление cI ,cII

определяются путём деления нормативных значений (γ n ,ϕn ,cn ) на коэффициент надёжности по грунту γ g , определяемых согласно ГОСТ 20522-96 «Грунты. Методы статистической

30

обработки результатов испытаний». Принимаем коэффициенты надёжности по грунту γ g равными:

– при определении расчётных значений удельного веса γ I и γ II : γ g = 1;

–при определении расчётных значений ϕII ,cII : γ g = 1;

–при определении расчётных значений cI :

–для удельного сцепления γ g (c) = 1,5;

–при определении расчётных значений ϕI :

–для песчаных грунтов γ g (ϕ) = 1,1;

–для пылевато-глинистых γ g(ϕ) = 1,15 .

Результаты определения физико-механических характеристик грунтов сводятся в таблицу

5.

ИГЭ 1

Первый инженерно-геологический элемент – песок крупный, среднепрочный, водонасыщенный с условным динамическим сопротивлением Pд = 3,4МПа .

1. Определяем удельный вес грунта γ n и удельный вес грунта в водонасыщенном состоянии γ nw :

γn = ρ × g = 1,90 ×10 = 19,0kH / м3

γnw = (γ s - γ w ) /(1+ e) = (27,1-10) /(1+ 0,84) = 9,3kH / м3

2.Определяем угол внутреннего трения ϕn и удельное сцепление cn :

По таблице 5.4 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для песков крупных при pd =3,4 МПа угол внутреннего трения ϕn = 36,40 , Сп =0,1 кПа.

3. Определяем модуль деформации грунта E:

По таблице 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для песков крупных при pd = 3,4 МП модуль деформации Е = 17,4 МПа.

4. Определяем расчётные значения физико-механических характеристик грунтов для I и II группы предельных состояний:

– Расчётные значения удельного веса принимаем равными:

γ Ι = γ ΙΙ = γ n = 19,0kH / м3 ;

– Значение удельного сцепления по I группе предельных состояний:

– Значение удельного сцепления по II группе предельных состояний:

сΙΙ = сn / γ g (c) = 0,1/1 = 0,1кПа ;

– Значение угла внутреннего трения по I группе предельных состояний:

ϕΙ = ϕn / γ g(ϕ) = 36,4 /1,1 = 33,10 ;

–Значение угла внутреннего трения по II группе предельных состояний:

ϕΙΙ = ϕn / γ g(ϕ ) = 36,4 /1 = 36,40 .

ИГЭ 2

Второй инженерно-геологический элемент – глина мягкопластичная, с условным динамическим сопротивлением Pд = 4,5МПа .

1.Определяем удельный вес грунта γ n :

γn = ρ × g = 1,92×10 = 19,2kH / м3 .

2.Определяем угол внутреннего трения ϕn и удельное сцепление cn :

30

По таблице 5.7 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для глины озерно-ледникового происхождения при Pд = 4,5МПа угол внутреннего трения ϕn = 12,625o и удельное сцепление cn = 59,375кПа .

3. Определяем модуль деформации грунта E:

По таблице 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для глины озерно-ледникового происхождения при Pд = 4,5МПа модуль деформации E составляет 18 МПа.

4. Определяем расчётные значения физико-механических характеристик грунтов для I и II группы предельных состояний:

– Расчётные значения удельного веса принимаем равными:

γ Ι = γ ΙΙ = γ n = 19,2kH / м3 ;

–Значение удельного сцепления по I группе предельных состояний:

сΙ = сn / γ g (c) = 59,375 /1.5 = 39,58кПа ;

–Значение удельного сцепления по II группе предельных состояний:

сΙΙ = сn / γ g(c) = 59,375 /1 = 59,375кПа ;

– Значение угла внутреннего трения по I группе предельных состояний:

ϕΙ = ϕn / γ g(ϕ ) = 12,625 /1,15 = 10,980 ;

–Значение угла внутреннего трения по II группе предельных состояний:

ϕΙΙ = ϕn / γ g(ϕ) = 12,625 /1 = 12,6250 .

ИГЭ 3

Третий инженерно-геологический элемент – суглинок прочный, с условным динамическим сопротивлением Pд = 4,8МПа .

1.Определяем удельный вес грунта γ n :

γn = ρ × g = 1,99×10 = 19,9kH / м3 .

2.Определяем угол внутреннего трения ϕn и удельное сцепление cn :

По таблице 5.7 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для суглинка моренного происхождения при Pд = 4,8МПа угол внутреннего трения ϕn = 12,5o и удельное сцепление cn = 60,5кПа .

3. Определяем модуль деформации грунта E:

По таблице 5.8 ТКП 45-5.01-17-2006 находим, что для происхождения при Pд = 4,8МПа модуль деформации E = 21,4МПа .

4. Определяем расчётные значения физико-механических характеристик грунтов для I и II группы предельных состояний:

– Расчётные значения удельного веса принимаем равными:

γ Ι = γ ΙΙ = γ n = 19,9kH / м3 ;

– Значение удельного сцепления по I группе предельных состояний:

сΙ = сn / γ g(c) = 60,5 /1.5 = 40,33кПа ;

– Значение удельного сцепления по II группе предельных состояний:

сΙΙ = сn / γ g (c) = 60,5 /1 = 60,5кПа ;

– Значение угла внутреннего трения по I группе предельных состояний:

ϕΙ = ϕn / γ g(ϕ ) = 12,5 /1,15 = 10,870 ;

–Значение угла внутреннего трения по II группе предельных состояний:

ϕΙΙ = ϕn / γ g(ϕ) = 12,5 /1 = 12,50 .

Полученные данные сведены в таблицу 5.

30