осадки во времени абсолютно жесткого фундамента

Определить методом эквивалентного слоя полную стабилизированную осадку жесткого прямоугольного фундамента с размерами b × l при дополнительном давлении под подошвой p ₀. Рассчитать во времени затухание осадки фундамента, возводимого на двухслойном водонасыщенном основании со свойствами грунтов m_{v 1}, k _ф1 и m_{v 2}, k _ф2.

Исходные данные – по табл. 8.1.

 

Таблица 8.1. Исходные данные к задаче 8

Вариант	Размеры подошвы b × l, м	Дополнительное давление под подошвой p 0, кПа	Мощность первого слоя h 1, м	Коэффициент относительной сжимаемости 1-го слоя mv 1, МПа-1	Коэффициент фильтрации 1-го слоя k ф1, см/с	Коэффициент относительной сжимаемости 2-го слоя mv 2, МПа-1	Коэффициент фильтрации 2-го слоя k ф2, см/с
	1,8×1,8		1,8	0,222	1,7×10-8	0,265	8,4×10-9
	2×2		2,3	0,176	2,2×10-8	0,284	4,13×10-9
	2,2×2,2		2,8	0,139	1,3×10-8	0,215	4,6×10-9
	2,5×2,5		2,7	0,095	6,4×10-8	0,196	3,2×10-9
	3×2		2,9	0,087	2,3×10-8	0,147	3,8×10-9
	3,2×3,2		2,4	0,148	1,4×10-7	0,258	5,6×10-8
	3,5×1,75		3,2	0,076	2,4×10-8	0,381	1,8×10-9
	3,6×2,4		3,1	0,065	1,2×10-8	0,124	2,5×10-9
	4×2		3,7	0,115	2,5×10-8	0,267	1,8×10-9
	5,6×2,8		3,8	0,115	5,1×10-8	0,245	6,9×10-9
	1,8×1,8		3,1	0,087	2,3×10-8	0,147	3,8×10-9
	2×2		2,9	0,095	6,4×10-8	0,196	3,2×10-9
	2,2×2,2		3,0	0,139	1,3×10-8	0,215	4,6×10-9
	2,5×2,5		2,5	0,176	2,2×10-8	0,284	4,13×10-9
	3×2		2,0	0,222	1,7×10-7	0,265	8,4×10-8
	3,2×3,2		3,6	0,105	5,1×10-8	0,245	6,9×10-9
	3,5×1,75		3,9	0,115	2,5×10-8	0,267	1,8×10-9
	3,6×2,4		2,9	0,065	1,2×10-8	0,124	2,5×10-9
	4×2		3,0	0,076	2,4×10-7	0,381	1,8×10-8
	5,6×2,8		2,2	0,148	1,4×10-7	0,258	5,6×10-8
	1,8×1,8		2,0	0,176	2,2×10-8	0,284	4,13×10-9
	2,2×2,2		2,4	0,095	6,4×10-8	0,196	3,2×10-9
	3×2		2,7	0,148	1,4×10-7	0,258	5,6×10-8
	3,5×1,75		3,0	0,065	1,2×10-8	0,124	2,5×10-9
	4×2		3,3	0,115	5,1×10-8	0,245	6,9×10-9

 

Пример

Определить методом эквивалентного слоя полную стабилизированную осадку жесткого прямоугольного фундамента с размерами 3,8×1,9 м при дополнительном давлении под подошвой p ₀ = 280 кПа (рис. 8.1). Рассчитать затухание осадки во времени. Основание сложено двумя слоями водонасыщенных грунтов. Первый слой грунта мощностью h ₁ =3,9 м подстилается слоем грунта мощностью h ₂ более 10 м. Коэффициенты относительной сжимаемости и фильтрации 1-го и 2-го слоев грунта соответственно равны: m_{v 1} =0,000105 кПа^-1, k _ф1 = 2,7×10^-8 см/сек; m_{v 2} = 0,000267 кПа^-1,
k _ф2 = 1,6×10^-9 см/сек.

 

 

Рис. 8.1. Схема к задаче 8

Решение.

В соответствии с методом эквивалентного слоя полная стабилизированная осадка фундамента определяется по формуле

,

где m_vm – средний коэффициент сжимаемости грунта; h _э – мощность эквивалентного слоя, определяемая из выражения

,

где A w - коэффициент эквивалентного слоя, зависящий от коэффициента Пуассона n₀, формы подошвы и жесткости фундамента и принимаемый по [4].

Величина среднего коэффициента относительной сжимаемости определяется в пределах сжимаемой толщи H = 2 h _э из выражения

,

где n – число слоев грунта в пределах активной зоны; h _i – мощность i -го слоя грунта; m_vi – коэффициент сжимаемости i -го слоя; z_i - расстояние от нижней точки эквивалентной треугольной эпюры до середины слоя (рис. 8.2).

 

Примем значение коэффициента Пуассона грунтов n₀ = 0,3. По [4] для соотношения сторон h = l / b = 3,8/1,9 = 2 и n₀ = 0,3 найдем A w = 1,49 и мощность эквивалентного слоя

.

Сжимаемая толща

.

Определим средний коэффициент относительной сжимаемости

Конечная осадка

.

 

 

Рис. 8.1. Расчетная схема по методу эквивалентного слоя

 

Затухание осадок во времени рассчитываем, используя осредненные характеристики слоистого основания, по формуле

,

где h – расчетная мощность уплотняемого слоя или длина пути фильтрации; – коэффициент консолидации; N – величина, принимаемая по [4] в зависимости от схемы загружения и степени консолидации U = S_t / S; k _{ф m} – средний коэффициент фильтрации, определяемый по формуле

,

где k _{ф i} – коэффициент фильтрации i -го слоя.

Расчетная схема расчета затухания осадок во времени соответствует случаю, когда водопроницаемость грунтов с увеличением глубины уменьшается, т.е. k _ф1 > k _ф2 (односторонняя фильтрация вверх), что соответствует случаю 2 (рис. 8.1).

Расчетная мощность уплотняемого слоя равна мощности активной зоны:

h = H = 2 h _э = 5,66 м.

Время уплотнения от начала загружения, соответствующее заданной степени консолидации U,

Далее расчет ведем в табличной форме.

 

Таблица 8.2. Расчёт осадки во времени

Степень консолидации U	Параметр года	Параметр N (схема 2)	Время консолидации, год t = M × N	Осадка во времени, St = U × S, см (S = 9,7 см)
0,1		0,005	0,0544 года=20 дней	0,97
0,2		0,02	0,22 года=79,4 дней=2,6 мес	1,94
0,3		0,06	0,65 года=7,9 мес	2,91
0,4	10,88	0,13	1,41 года=1 год 5 мес	3,88
0,5		0,24	2,61 года=2 года 7,4 мес	4,85
0,6		0,42	4,56 года=4 года 7 мес	5,82
0,7		0,69	7,5 года=7 лет 6 мес	6,79
0,8		1,08	11,75 года=11 лет 9 мес	7,76
0,9		1,77	19,26 года=19 лет 3 мес	8,73
0,95		2,54	27,64 года=27 лет 8 мес	9,22

 

График затухания осадки во времени приведен на рис. 8.2.

 

 

 

Рис. 8.2. График изменения осадки во времени

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

2. СНиП 2.02.01-83^* Основания зданий и сооружений.

3. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

4. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для строит. вузов. -4-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1983. -288 с.

5. Далматов Б.И., Морарескул Н.Н., Науменко В.Г. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений: Учеб. Пособие для студентов вузов по спец. «Пром. и гражд. стр-во»/ Под ред. Б.И. Далматова. -2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, -1986. -240 с.

6. Основания, фундаменты и подземные сооружения: Справочник проектировщика/ М.И. Горбунов-Посадов, В.А. Ильичев, В.И. Крутов и др./ Под общей ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. -М.: Стройиздат, -1985. -480с.

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: