 |
Задания для практических занятий по расчету осадок оснований и кренов штампов.
|
|
|
|
1. Выполнить расчет осадок уплотнения грунтового основания под штампом прямоугольной формы с размерами в плане 
. Размеры штампов и интенсивность распределенной нагрузки принять по таблице 10.5. Глубину заложения подошвы штампа от поверхности грунта принять самостоятельно в пределах 
. Грунтовое основание слоистое принять по вариантам из таблицы 10.6 и 10.7. Прочностные характеристики грунтов принять 
.
2. Выполнить расчет осадок уплотнения грунтового основания, нагруженного равномерно распределенной нагрузкой по полосе. Ширину полосы принять равной ширине прямоугольной нагрузки. Величины 
и 
принять по таблице 10.5. Глубину заложения подошвы штампа принять самостоятельно, как в п.1. Грунтовое основание принять по вариантам из таблиц 10.6 и 10.7. Принять .
3. выполнить расчет крена штампа с прямоугольной подошвой для размеров и давлений, принятых в п.1 при условии, что суммарная сосредоточенная нагрузка приложена с эксцентриситетом вдоль длинной стороны 
.
4. Выполнить расчет крена полосовой нагрузки для размеров и давлений принятых в п.2 при условии, что суммарная погонная нагрузка приложена с эксцентриситетом по ширине 
.
5. Выполнить расчет деформаций взаимного влияния штампов прямоугольной формы и ленточного (
), расположенных параллельно на расстоянии 
между центральными осями. Грунтовое основание принять по заданию 1, глубину заложения и размеры подошвы штампов по заданию 1 и 2.
6. Выполнить расчет осадок с учетом пластических деформаций грунта в основании при условии, что 
. Расчетные значения прочностных характеристик принять 
принять 1,1 для песчаных грунтов; 1,15 для пылевато-глинистых грунтов; 
.
11.4. Примеры расчета осадок оснований.
|
|
|
Пример 1. Грунтовое основание слоистое с практически горизонтальным положением границ между слоями. С поверхности залегает слой песка крупного с коэффициентом пористости 
; мощность слоя 3,2м, 
. Ниже залегает слой песка пылеватого: 
мощность слоя 4,2м, 
. Ниже залегает слой суглинка мягкопластичного 
мощность слоя 2,8м. Уровень грунтовых вод на глубине 2,0м от поверхности.
На глубине 1,5 м от поверхности установлен штамп с размерами сторон 2,5х4,0м, который передает на грунт равномерно распределенную нагрузку интенсивностью 
.
Выполнить расчет осадки штампа при развитии деформаций уплотнения грунта.
Решение:
Определяется 
.
Расчеты выполняются в табличной форме:
|
Эпюра 
принята из примера 2 раздел 10.7.
Эпюры 
и 
построены по инженерно-геологической колонке с учетом взвешивающего действия воды в песчаных грунтах:
Пример 2. Выполнить расчет осадки основания при загружении по площади прямоугольника шириной 
, длиной 
. Интенсивность нагрузки . Глубина заложения и грунтовые условия как в примере 1.
Решение:
Расчеты выполняются в табличной форме. Эпюра давлений принимается из примера 1.
Под ленточным штампом () мощность сжимаемой толщи грунта увеличилась в 1,5 раза, по сравнению со штампом 
, при одинаковой ширине подошвы и одинаковой интенсивности равномерно распределенной нагрузки 
. Осадка ленточного штампа увеличилась в 1,95 раза.
Пример 3. Выполнить расчет деформаций крена штампа, рассмотренного в примере 2, при условии, что результирующая нагрузка передается с эксцентриситетом 
.
Решение:
Определение средней величины модуля деформации в пределах сжимаемой толщи основания. Площадь эпюры напряжений: в 1-м слое грунта 
; 
, во втором слое 
; 
; в третьем слое 
; 
.
Средняя величина коэффициента Пуассона в пределах сжимаемой толщи:
для песка 
; для суглинка 0,35
Крен фундамента: 
Пример 4. Выполнить расчет осадок штампа прямоугольной формы с учетом пластических деформаций при 
. Параметры штампа и грунтовых условий принять из примера 1.
|
|
|
Решение:
По методике из пособия к СНиП 2.02.01-83.
Величина 
. Глубина влияния пластических деформаций в основании
. Принимается 
. Характеристики грунта в слое основания мощностью 
: 
Характеристики: 
коэффициенты влияния формы подошвы:
Критическое давление на грунт под штампом:
Расчетное допустимое давление на грунт при 
Величина осадки основания штампа с учетом пластических деформаций:
- осадка, рассчитанная при давлении на грунт
Пример 5. Основание с поверхности представлено слоем супеси пластичной: 
мощность слоя 3,2м; 
. Под слоем супеси залегает слой песка средней крупности с включением гравия: 
мощность слоя 2,8м; .Песок подстилается полускальным грунтом.
Нагрузка на основание передается через ленточный штамп 
, 
на глубине 2,0м. Грунтовые воды залегают на глубине 2,5м. Выполнить расчет осадок.
Решение:
Расчетное сопротивление грунта под подошвой штампа при 
; 
- расчет с применением решений ТЛДТ. Глубина залегания малосжимаемого слоя грунта 4,0м от подошвы штампа. Мощность сжимаемой толщи с применением модели линейно деформируемого полупространства 
. Для расчета осадок основания применяется модель слоя конечной толщины 
.
Расчет осадки в табличной форме 
Пример 6. Основание слоистое с горизонтальным положением слоев. С поверхности залегает слой песка крупного 
, который подстилается слоем песка пылеватого 
, ниже залегает слой суглинка 
. Характеристики грунтов принять из примера 1. Уровень грунтовых вод на глубине 2,0м от поверхности. Основание загружено равномерно распределенной нагрузкой по 2-м прямоугольникам с размерами , , расположенным параллельно с расстоянием между осями 4,0м. Выполнить расчеты осадок основания от взаимного влияния нагрузок под штампами. Расчет осадок каждого штампа без влияния соседнего приведен в примере 2. Мощность сжимаемой толщи 
. Расчет осадок влияния производится для точек штампа, расположенных в средней части по длине на ближних гранях (
), по средине ширины (
) и на дальних гранях (
).
Решение:
Граничные условия задачи позволяют применить модель линейно-деформируемого полупространства 
. Эпюры напряжений по осям , , определяются табличным способом 
, коэффициенты 
принимаются по таблице 10.3.
|
|
|
Уплотняющее давление 
| Мощность условных слоев до глубины  принимается  , ниже  . Расчеты осадок выполняются в табличной форме
|
Расчет для оси :
Расчет для оси : 
Расчет осадок для оси : 
| Схема деформаций штампов в результате взаимного влияния
|
Пример 7. Выполнить расчет конечных осадок грунтового основания под жестким штампом с размерами 
, установленного на глубине 1,5м от поверхности с равномерно распределенным давлением по подошве 
. Грунтовые условия принять из примера 1. Коэффициенты бокового расширения для песка крупного и пылеватого принять 0,3; для суглинка 0,35. Расчет выполнить по методу эквивалентного слоя.
Решение:
Предварительно принимается мощность сжимаемой толщи 
.
Относительная величина бытового давления на уровне подошвы:
Среднее значение удельного веса грунта до условно выделенной границы сжимаемой толщи:
Относительная величина бытового давления на границе сжимаемой толщи
На графиках рис.11.5 наносятся точки с координатами: 
и 
. Точки соединяются прямой, точка пересечения с графиком 
лежит на глубине 
. в пределах найденной мощности 
определяется 
:
| Мощность эквивалентного слоя:
Мощность активной зоны основания:
Модуль общей деформации в пределах активной зоны:
Среднее значение коэффициента относительной сжимаемости:
|
Пример 8. Жесткий штамп с размерами в плане 
, заложен на глубину 
и передает на грунт равномерно распределенное давление 
. Грунтовое основание трехслойное: с поверхности представлено слоем суглинка 
(
), ниже залегает слой глины пластичной 
(
), далее расположен слой суглинков большой мощности (
). Определить период и построить график стабилизации осадки основания.
Решение:
Расчеты выполняются по методу эквивалентного слоя.
К расчету осадок штампа во времени по методу эквивалентного слоя.
Предварительно принимается мощность сжимаемой толщи грунта под штампом 
.
|
|
|
Средняя величина коэффициента Пуассона:
Мощность эквивалентного слоя:
Мощность сжимаемого слоя 
мало отличается от принятой предварительно. Средняя величина показателя относительной сжимаемости в пределах мощности основания 
.
Полная стабилизированная осадка основания под штампом:
Среднее значение коэффициента фильтрации в пределах сжимаемой толщи
Коэффициент консолидации сжимаемой толщи
При заданном напластовании грунтов имеет место односторонняя фильтрация вверх 
, соответствующая случаю распределения напряжений
Расчет осадок во времени 
приведены в таблице:
| 
| 
| 
|
| 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 | 0,8 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 7,6 | 0,005 0,02 0,06 0,13 0,24 0,42 0,69 1,08 1,77 2,54 | 0,02 0.06 0,12 0,41 0,75 1,32 2,16 3,39 5,55 7,97 |
|
|
|
