Механика грунтов, основания и фундаменты.

1. Физические характеристики грунтов и методы их определения.

2. Основные закономерности механики грунтов.

3. Порядок проектирования фундаментов на естественном основании.

4. Определение несущей способности свай практическим способом.

5. Ленточные фундаменты, конструкции и расчет.

6. Фундаменты под колонны, конструкции и расчет.

7. Фундаменты в сложных инженерно-геологических условиях.

8. Порядок проектирования свайных фундаментов.

9. Фундаменты глубокого заложения и их расчет.

10. Методы улучшения свойств грунтов оснований и усиление конструкций фундаментов при реконструкции зданий и сооружений.

11. Механические характеристики грунтов и методы их определения.

12. Метод испытания свай статической нагрузкой.

13. Виды деформаций зданий и сооружений.

14. Искусственные основания. Методы их устройства.

1. Физические характеристики грунтов и методы их определения.

При нарушении структурных связей грунта его свойства изменяются, поэтому необходимо изучать состояние грунта при ненарушенной структуре. Для этого в процессе инж.-геологических изысканий из шурфов и скважин отбирают образцы грунта и экспериментально определяют 3 основные характеристики:влажность;

плотность; плотность частиц грунта.

Рассмотрим выделенный из грунта образец объемом V=1 см³:

Мысленно разделим его на 2 части: 1-я часть, занятая твердыми частицами, объемом Vs, и 2-я, занятая порами, расположенными м/у этими частицами, объемом равнымVпор. Пространство, занятое порами можно разделить т.ж. на 2 части, одна из кот-х занята водой, объемом Vw, а другая воздухом. .

Масса твердых частиц в объеме V_оравнаm_s, а масса воды –m_w

Природная весовая влажность грунта (W)– отношение массы воды, содержащейся в порах грунта, к массе грунтового скелета: , %.

Определяетсявзвешиванием образца грунта естественной влажности до и после высушивания (до постоянной массы) при температуре 100-105⁰С.

Плотность грунта (ρ)– отношение массы образца грунта к его объему: ,г/см³.

Зависит от минералогического состава, пористости и влажности (ρ=1,4…2,2 т/м³).

Методы определения плотности грунта:

• метод режущего кольца – применяется для связных грунтов, легко поддающихся резке, а т.ж. песчаных грунтов ненарушенного сложения и естественной влажности;

• метод взвешивания в воде – для связных грунтов, трудно поддающихся резке.

Плотность частиц грунта (ρ_s)– отношение массы частиц грунта к объему, занимаемому этими частицами: , т/м³. (ρ_s=2,4…2,8 т/м³).

Определяетсяс помощью мерных сосудов (пикнометров), емкостью не менее 100 см³(пикнометрический метод).

В расчетах чаще всего используются не значения ρ и ρ_s, аи_s– соответственно удельный вес грунта и удельный вес частиц грунта.

, кН/м³;, кН/м³(g=9,81 м/с²).

Зная ρ, ρ_s и Wможно вычислить рядпроизводныххар-к грунта:

• Плотность сухого грунтаρ_d– отношение массы скелета грунта (исключая воду в порах)m_sк объему этого грунтаV_о:

, т/м^3;где: ρ – плотность гр., г/см³;w– влажность гр., %.

• Пористость грунта n– отношение объема порV_порк объему всего грунтаV₀: ;

где: ρ – плотность грунта, г/см³; ρ_d– плотность сухого грунта, г/см³;

ρ_s– плотность частиц грунта, г/см³;w– влажность грунта, %.

• Коэффициент пористости е– отношение объема порV_порк объему частиц грунтаV₀:

Песчаные грунты по плотности их сложения разделяют, в зависимости от коэффициента пористости на:прочные (плотные);средней прочности (средней плотности);малопрочные (рыхлые).

• Степень влажности S_r – доля заполнения пор грунта водой - отношение влажностиWк полной влагоемкости грунтовW_sat:

где: ρ_w– плотность воды, г/см³.

По степени влажности грунты бывают: а) маловлажные (0<S_r0,5);б) влажные (0,5<S_r0,8);в) насыщенные водой (0,8<S_r1).

Классификационные показатели:

Наименование определяют по гранулометрическому составу: гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые.

Глинистые грунты поIp=W_l-W_pчислу пластичности: супеси, суглинки, глины.W_l-верхний предел пласт-ти (предел текучести) Граница текучестиw_L— влажность грунта, при которой грунт находится на границе пластичного и текучего состояний.

W_p-нижний предел пластичности(предел раскат-ия). Граница раскатывания (пластичности)w_p —влажность грунта, при кото­рой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний.I_L=(W-W_p)/(W_L-W_p)-показатель консистенции. Суглинки и глины поI_Lделятся на твёрдые, полутвёрдые, тугопластичные, мягкопластичные, текучие.