 |
Расчет инженерно-геологического элемента №3, 2 и 1.
|
|
|
|
АНАПСКИЙ ФИЛИАЛ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине: Механика грунтов.
Выполнила:
Студентка 3 курса з\о ПГС
Ощепкова Юлия Александровна
Вариант: 07
Проверил:
Преподаватель
Лаушкина Наталья Вячеславовна
г. Анапа
2016 г
СОДЕРЖАНИЕ.
1. Введение 3
2. Расчетная часть 4
2.1 Исходные данные для расчета 4
2.2 Расчет инженерно-геологического элемента №4 5
2.3 Расчет инженерно-геологического элемента №3, 2 и 1 7
2.4 Вывод 10
3. Графическая часть 11
3.1 Разрез рассматриваемого участка 11
4. Заключение 12
5. Список литературы 13
6. Приложения 14
6.1 Словарь терминологический 14
Введение
Целью освоения дисциплины является ознакомление студента с формированием напряженно-деформированного состояния грунтового массива в зависимости от действующих внешних факторов: статических и динамических нагрузок, температуры.
Задачи дисциплины:
- ознакомить студента с полевыми и лабораторными методами определения физико-механических свойств грунтов;
- ознакомить студента с основными методами расчета деформаций, прочности и устойчивости грунтов, а также давления грунтов на ограждающие конструкции.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- основные законы и принципиальные положения механики грунтов;
- свойства грунтов и их характеристики;
- нормативную базу в области инженерных изысканий;
- основные методы расчета напряженного состояния грунтового массива;
- основные методы расчета прочности грунтов и осадок.
Уметь:
- правильно оценивать строительные свойства грунтов, в том числе структурнонеустойчивых;
- определять напряжения в массиве грунта и деформации основания под действием внешних нагрузок;
|
|
|
- оценивать устойчивость грунтов в основании сооружений и откосах, а также
давление на ограждающие конструкции.
Владеть:
- навыками экспериментальной оценки механических свойств грунтов;
- методами количественного прогнозирования напряженно-деформированного
состояния и устойчивости сооружений.
Расчетная часть.
2.2 Расчет инженерно-геологического элемент №4 (ИГЭ №4):
1. Устанавливаем наименование грунта по исходным данным варианта, так как влажность на границе текучести (WL) и влажность на границе раскатывания (WB) равны 0, то наименование грунта — песок.
2. Устанавливаем разновидность грунта по гранулометрическому составу по таблице Б.10 ГОСТ №25100-95 «Грунты. Классификация» получается:
Таблица 2. Разновидность грунта по гранулометрическому составу
| Разновидность грунтов | Размер зерен, частиц d, мм | Содержание зерен, частиц, % по массе |
| Крупнообломочные: | ||
| - валунный (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый) | > 200 | > 50 |
| - галечниковый (при неокатанных гранях - щебенистый) | > 10 | > 50 |
| - гравийный (при неокатанных гранях - дресвяный) | > 2 | > 50 |
| Пески: | ||
| - гравелистый | > 2 | > 25 |
| - крупный | > 0,50 | > 50 |
| - средней крупности | > 0,25 | > 50 |
| - мелкий | > 0,10 | ³ 75 |
| - пылеватый | > 0,10 | < 75 |
Решение:
Рассмотрим таблицу №1. Исходные данные. Столбец 11, 12 и 13 по строке ИГЭ4, получается:
d > 2 мм, 2+20= 22º < 25 º — содержание зерен меньше допустимого;
d > 0,5 мм, 22 + 23 + 24= 70º > 50 º — содержание зерен получилось больше, соответственно, расчет выполнен верно.
Вывод: песок крупный.
3. Определим разновидность песка по коэффициенту пористости. Для этого определяем плотность сухого грунта или удельный вес скелета грунта.
3.1 Определяем плотность сухого грунта:
Формула 1. Плотность скелета грунта, ɣ d, г/см3, где
|
|
|
ɣ d- плотность скелета грунта, г/см3;
ɣ - плотность грунта, г/см3;
W - влажность грунта, д. е.
Подставляем исходные данные:
= 14,61 г/см3.
3.2 Коэффициент пористости грунта определяется по формуле:
Формула 2. Коэффициент пористости, где
ɣ s - плотность частиц грунта, г/см3;
ɣd - плотность сухого грунта, г/см3.
Подставляем исходные данные:
кН/м3.
Рассмотрим таблицу Б.18 ГОСТ №25100-95 «Грунты. Классификация» и получим разновидность песка.
Таблица 3. Разновидность песка.
| Разновидность песков | Коэффициент пористости е | ||
| Пески гравелистые, крупные и средней крупности | Пески мелкие | Пески пылеватые | |
| Плотный | < 0,55 | < 0,60 | < 0,60 |
| Средней плотности | 0,55 - 0,70 | 0,60 - 0,75 | 0,60 - 0,80 |
| Рыхлый | > 0,70 | > 0,75 | > 0,80 |
Вывод: коэффициент пористости e получился 0,81 кН/м3, соответственно, песок крупный, а разновидность песка — рыхлый.
4. Определяем водонасыщение песка по коэффициенту водонасыщения Sr или по степени влажности.
Формула 3. Коэффициент водонасыщения Sr, где
W - природная влажность грунта, д. е.;
е - коэффициент пористости;
ɣs - плотность частиц грунта, г/см3;
ɣw - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Подставляем исходные данные:
д. е.
Рассмотрим таблицу Б.17 ГОСТ №25100-95 «Грунты. Классификация» и получим степень водонасыщения песка.
Таблица 4. Степень водонасыщения песка.
| Разновидность грунтов | Коэффициент водонасыщения Sr, д. е. |
| Малой степени водонасыщения | 0 - 0,50 |
| Средней степени водонасыщения | 0,50 - 0,80 |
| Насыщенные водой | 0,80 - 1,00 |
Вывод: коэффициент водонасыщения Sr равен 0,913, т. е. песок насыщенный водой.
Расчет инженерно-геологического элемента №3, 2 и 1.
1. Устанавливаем наименование грунта по исходным данным варианта по формуле:
Jp = WL (столбец 10) — Wр(столбец 9) Формула 4. Число пластичности, где
Jp - чисто пластичности, %;
WL - влажность на границе текучести, %;
Wр - влажность на границе раскатывания, %.
| ИГЭ1 | Jp1 = 0,31 — 0,19 = 0,12 = 12 % |
| ИГЭ2 | Jp2 = 0,35 — 0,28= 0,07 = 7 % |
| ИГЭ3 | Jp1 = 0,28 — 0,22 = 0,06 = 6 % |
Определяем по таблице Б.11 ГОСТ №25100-95 «Грунты. Классификация» число пластичности.
Таблица 5. Число пластичности грунта.
| Разновидность глинистых грунтов | Чисто пластичности |
| Супесь | 1 - 7 |
| Суглинок | 7 - 17 |
| Глина | > 17 |
Вывод: по полученным расчетам, получилась следующая разновидность грунтов.
|
|
|
| ИГЭ1 | 12 % | Грунт суглинок |
| ИГЭ2 | 7 % | Грунт суглинок |
| ИГЭ3 | 6 % | Грунт супесь |
2. По показателю текучести глинистые грунты подразделяют, согласно таблицы Б.14 ГОСТ №25100-95 «Грунты. Классификация»:
Формула 5. Показатель текучести, где
JL - показатель текучести;
W - природная влажность грунта, д. е.;
WL - влажность на границе текучести, %
Wр - влажность на границе раскатывания, %.
| ИГЭ1 | JL1 =  = 0,167
|
| ИГЭ2 | JL2 =  = -1,143
|
| ИГЭ3 | JL3 =  = 0,333
|
Таблица 6. Показатель текучести грунтов.
| Разновидность глинистых грунтов | Показатель текучести JL |
| Супесь: | |
| - твердая | < 0 |
| - пластичная | 0 - 1 |
| - текучая | > 1 |
| Суглинки и глины: | |
| - твердые | < 0 |
| - полутвердые | 0 - 0,25 |
| - тугопластичные | 0,25 - 0,50 |
| - мягкопластичные | 0,50 - 0,75 |
| - текучепластичиые | 0,75 - 1,00 |
| - текучие | > 1,00 |
Вывод: по полученным данным определяем разновидность глинистых грунтов.
| ИГЭ1 | 0,167 | Суглинки полутвердые |
| ИГЭ2 | -1,143 | Суглинки твердые |
| ИГЭ3 | 0,333 | Супесь пластичная |
3. Определяем плотность скелета грунта.
Формула 1. Плотность скелета грунта, ɣ d, г/см3, где
ɣ d- плотность скелета грунта, г/см3;
ɣ - плотность грунта, г/см3;
W - влажность грунта, д. е.
| ИГЭ1 | Pd1 =  = 14,13
|
| ИГЭ2 | Pd2 =  = 15,42
|
| ИГЭ3 | Pd3 =  = 14,76
|
4. Определяем коэффициент пористости грунта.
Формула 6. Коэффициент пористости грунта, где
е - коэффициент пористости грунта;
ɣ s - плотность частиц грунта, г/см3;
Pd – плотность грунта, г/см3.
| ИГЭ1 | Pd1 =  = 1,92 — 1 =0,92
|
| ИГЭ2 | Pd2 =  = 1,92 — 1 = 0,92
|
| ИГЭ3 | Pd3 =  = 1,80 — 1 = 0,80
|
5. Определяем коэффициент влажности грунта.
Формула 7. Коэффициент водонасыщения Sr, где
W - природная влажность грунта, д. е.;
е - коэффициент пористости;
ɣs - плотность частиц грунта, г/см3;
ɣw - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
| ИГЭ1 | Sr1 =  = 0,621
|
| ИГЭ2 | Sr2 =  = 0,589
|
| ИГЭ3 | Sr3 = =  = 0,795
|
По таблице Б.17 ГОСТ №25100-95 «Грунты. Классификация» определяем коэффициент водонасыщения грунта.
Таблица 7. Коэффициент водонасыщения грунта.
| Разновидность грунтов | Коэффициент водонасыщения Sr, д. е. |
| Малой степени водонасыщения | 0 - 0,50 |
| Средней степени водонасыщения | 0,50 - 0,80 |
| Насыщенные водой | 0,80 - 1,00 |
Вывод: по полученным данным определяем разновидность грунтов по коэффициенту водонасыщения.
|
|
|
| ИГЭ1 | Sr1 = 0,621 | Средней степени водонасыщения |
| ИГЭ2 | Sr2 = 0,589 | Средней степени водонасыщения |
| ИГЭ3 | Sr3 = 0,795 | Насыщенный водой |
Вывод
Таблица 8. Сводная таблица механических характеристик грунтов.
| № п/п | Полное наименование грунта | Мощность, м | Удельное сопротивление, С, кПа | Угол внутреннего трения, | Модуль общей деформации Е, МПа | Табличные значения расчетного сопротивления R0, кПа |
| Растительный слой | 0,7 | - | - | - | - | |
| Суглинки полутвердые средней степени водонасыщения | 3,7 | (0,19) | (110) | (1) | ||
| Суглинки твердые средней степени водонасыщения | 2,9 | (0,19) | (110) | (2) | ||
| Супесь пластичная насыщенная водой | 4,4 | (0,9) | (70) | (2,5) | ||
| Песок крупный рыхлый насыщенный водой | 3,3 | (0,01) | (300) | (5) |
По СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» открываем приложение 1 и 3. Сравниваем полученные значения с табличными.
Вывод: при рассмотрении полученных данных с расчетными, получилось следующее: т. к. е=0,81, песок крупный, то берем по ближайшим значениям. Грунтовые условия для строительной площадки, на которой предполагается возведение жилого дома с подвалом получились следующие: глина аллювиальная.
Список литературы
1. ГОСТ №25100-95 «Грунты. Классификация»;
2. ГОСТ 20522-96 «Грунты»;
3. ГОСТ 12536-2014 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава»;
4. ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик»;
5. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»;
6. ГОСТ 21.302-96 СПДС. Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям;
7. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов Изд. АСВ 2014, 552 с.;
8. Мангушев Р.А., Карлов В.Д., Сахаров И.И. Механика грунтов АСВ М., 2012г. 264с.
Приложения
Словарь терминологический
1. Грунт - горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Грунты могут служить:
1) материалом оснований зданий и сооружений;
2) средой для размещения в них сооружений;
3) материалом самого сооружения.
2. Грунт дисперсный - грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.
|
|
|
3. Гранулометрический состав - количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.
4. Инженерно-геологический элемент (ИГЭ) - - основная грунтовая единица при инженерно-геологической схематизации грунтового объекта.
5. Песок - несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0).
6. Число пластичности Ip - разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания W p, W Lи W pопределяют по ГОСТ 5180.
7. Показатель текучести IL - отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Ip.
8. Коэффициент водонасыщения Sr, д. е. - степень заполнения объема пор водой.
|
|
|
