 |
Задание 8. Определение стабилизированной осадки и расчет затухания
|
|
|
|
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 mv 1, k ф1 и mv 2, k ф2.
Исходные данные – по табл. 8.1 (см. Прил. №2).
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: mv 1 =0,000105 кПа-1, k ф1 = 2,7×10-8 см/сек; mv 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 mvm – 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; mvi – коэффициент сжимаемости i -го слоя; zi - 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 = St / 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.
|
|
|
