|
|
В массиве грунта от совместного действия сосредоточенных силМ Е Х А Н И К А Г Р У Н Т О В
Учебно-методическое пособие для выполнения расчетно-графических и контрольных работ по дисциплине
Тверь 2007 УДК 624.131
Пособие соответствует программам специальностей 290300 Промышленное и гражданское строительство, 290600 Производство строительных материалов и изделий, 291000 Автомобильные дороги и аэродромы, 290500 Городское строительство и хозяйство. Представлены методы решения задач по определению характеристик физических свойств грунтов, напряжений в грунтах при действии внешних нагрузок, стабилизированных осадок фундаментов и их развития во времени, давления грунта на подпорные стенки и по оценке устойчивости откосов. Предназначено для студентов, изучающих цикл дисциплин: Механика грунтов, Механика грунтов, основания и фундаменты. Обсуждено на заседании кафедры «Автомобильные дороги, основания и фундаменты» и рекомендовано к печати (протокол № _2__ от
МЕХАНИКА ГРУНТОВ Учебно-методическое пособие для выполнения расчетно-графических и контрольных работ по дисциплине Механика грунтов для студентов специальности 290300, 290500, 290600, 291000
Составители: В.А. Миронов, О.Е. Софьин Технический редактор Г.В. Комарова Подписано в печать 21.11.07 Формат 60х84/16 Бумага писчая Физ.печ.ч. 2.25 Усл.печ.л. 2,09 Уч.-изд.л. 1.96 Тираж 100 экз. Заказ № 90 С – 80 Редакционно-издательский центр Тверского государственного технического университета 170026. Г. Тверь. наб. А. Никитина. 22
Ó Тверской государственный технический университет, 2007 г.
Содержание
Стр. Введение....................................................................................................... 4 Задание 1. Расчет физических характеристик и установление наименования грунта.......................................................................................................... 5 Задание 2. Определение вертикальных сжимающих напряжений в массиве грунта от совместного действия сосредоточенных сил..................................... 7 Задание 3. Определение вертикальных сжимающих напряжений в массиве грунта от совместного действия равномерно распределенных по прямоугольным площадям нагрузок................................................................................... 11 Задание 4. Определение вертикальных сжимающих напряжений в массиве грунта от действия полосовой нагрузки.......................................................... 15 Задание 5. Определение устойчивости откоса методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения.......................................................................... 19 Задание 6. Определение активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку.......................................................................................................... 25 Задание 7. Определение стабилизированной осадки основания фундамента по схеме линейно-деформируемого полупространства................................ 28 Задание 8. Определение стабилизированной осадки и расчет затухания осадки во времени абсолютно жесткого фундамента........................................... 32 Библиографический список....................................................................... 36
Введение
В пособии приведены задачи по определению характеристик физических свойств грунтов и напряжений в них от действия внешних нагрузок, расчету устойчивости откосов и давления грунтов на подпорные стенки, полных стабилизированных осадок оснований фундаментов с использованием расчетной схемы линейно-деформируемого полупространства, расчету осадок во времени. Цель работы – проверка усвоения основного учебного материала и получение навыка использования расчетного аппарата механики грунтов для решения задач. Работа включает 8 задач. Исходные данные по каждой задаче принимаются в соответствии с вариантом, указанным преподавателем. Работа оформляется в соответствии с общими правилами представляемых учебных работ на стандартной бумаге формата А4 в сброшюрованном виде. Обязательно приводится формулировка задачи со всеми исходными данными, затем ее полное решение. Пояснения должны быть краткими и ясными, схемы – четкими. Эпюры напряжений даются в масштабе. При вычислениях сначала приводится формула, затем ее запись в числовом выражении и результат с указанием единицы измерения. Задачи сопровождаются примерами решения. Приступая к решению задач, следует изучить рекомендованную преподавателем и в пособии литературу.
Задание 1. Расчет физических характеристик и установление Наименования грунта Перечислить классификации, используемые для песчаных и пылевато-глинистых грунтов. Рассчитать производные физические характеристики грунтов, установить наименование грунта и определить его расчетное сопротивление. Определить вес минеральной части и воды в 1 м3 данного грунта. Указать значение влажности для состояния полного водонасыщения грунта (полную влагоемкость). Исходные данные принять по табл. 1.1 и 1.2 соответственно для песчаных и глинистых грунтов.
Таблица 1.1. Исходные данные к задаче 1
Таблица 1.2. Исходные данные к задаче 1
Пример решения Пусть задан грунт – песок мелкий с характеристиками gs=26,5 кН/м3, g=19,6 кН/м3, w=0,13. По известным формулам определяем коэффициент пористости и степень влажности (учитывая, что g=rg и rw=1 т/м3):
На основании классификации [1] по плотности и степени влажности устанавливаем полное наименование: песок мелкий, плотный, средней степени водонасыщения. По СНиП [2] условное расчетное сопротивление песка как основания здания R0=300 кПа. По смыслу физических характеристик имеем два уравнения:
где Qw и Qs – вес воды и скелета в 1 м3 грунта. Решая систему, получаем Qs=17,35 кН, Qw=2,25 кН. Полную влагоемкость находим, приравнивая Sr единице и определяя влажность:
Плотность сухого грунта
Пористость грунта определяем по формуле
Задание 2. Определение вертикальных сжимающих напряжений в массиве грунта от совместного действия сосредоточенных сил Построить эпюры вертикальных сжимающих напряжений в массиве грунта от совместного действия сосредоточенных сил N1, N2, N3, (рис. 2.1) в точках на вертикали, проходящей через ось действия силы N2, и на горизонтали, расположенной в плоскости действия сил на глубине z от ограничивающей полупространство поверхности. Точки по вертикали на глубине 1, 2, 4 и 6 м, по горизонтали на расстоянии 1 и 3 м вправо и влево от оси N2. Исходные данные – по табл. 2.1.
Рис. 2.1. Схема к задаче 2
Таблица 2.1. Исходные данные к задаче 2
Пример Построить эпюры вертикальных сжимающих напряжений от совместного действия сосредоточенных сил N1 = 1800 кН, N2 = 800 кН,
Рис. 2.2. Схема расположения сил и точек определения вертикальных сжимающих напряжений
Решение. Согласно решению Буссинеска вертикальное напряжение в любой точке упругого основания от нескольких сосредоточенных сил, приложенных к ограничивающей поверхности, определяется по формуле где K1, K2 и K3 – коэффициенты, определяемые в зависимости от соотношения r/z по [4]; r – расстояние по горизонтали от оси, проходящей через точку приложения сосредоточенной силы; z – вертикальная координата рассматриваемой точки от ограничивающей плоскости. Определим напряжения по оси действия силы N2. Для точки, находящейся на глубине z1=1 м, отношение Напряжение от совместного действия трех сосредоточенных сил
Для точки, находящейся на глубине z2=2 м, отношения Напряжение
Для точки, находящейся на глубине z3=3 м, отношения Напряжение
Для точки, находящейся на глубине z4=4 м, отношения Напряжение
Для точки, находящейся на глубине z=6 м, отношения Напряжение
Определим напряжения на горизонтальной прямой в точках A, В, С, D на глубине z =3 м. Для точки А отношения Напряжение в точке А
Для точки В отношения Напряжение в точке В
Для точки С отношения Напряжение в точке С
Для точки D отношения Напряжение в точке D
Построим эпюры вертикальных напряжений, откладывая ординаты соответствующих значений в расчетных точках по вертикали и горизонтали. Эпюры напряжений приведены на рис 2.3.
Рис. 2.3. Эпюры распределения напряжений по вертикальному и горизонтальному сечениям Задание 3. Определение вертикальных сжимающих напряжений 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
,
.
.
т/м3.
.
,
для силы N1; 
для силы N2; 
для силы N3. Значения коэффициентов K будут следующими: K1 = 0,0015; K2 = 0,4775;
; 
; 
. Значения коэффициентов K1 = 0,0251; K2 = 0,4775; K3 = 0,2733.
; 
; 
. Значения коэффициентов K1 = 0,0844;
; 
; 
. Значения коэффициентов K1 = 0,1565; K2 = 0,4775; K3 = 0,4103.
; 
; 
. Значения коэффициентов K1 = 0,2733;
; 
; 
. Значения коэффициентов K1 = 0,4775; K2 = 0,0844;
; 
; 
. Значения коэффициентов K1 = 0,1904; K2 = 0,3669;
; 
. Значения коэффициентов K1 = 0,0371; K2 = 0,3669; 
; 
