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 p₀. Рассчитать во времени затухание осадки фундамента, возводимого на двухслойном водонасыщенном основании со свойствами грунтов m_v₁, k_ф1 и m_v₂, 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 p₀, кПа	Мощность первого слоя h₁, м	Коэффициент относительной сжимаемости 1-го слоя m_v₁, МПа^-1	Коэффициент фильтрации 1-го слоя k_ф1, см/с	Коэффициент относительной сжимаемости 2-го слоя m_v₂, 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 p₀ = 280 кПа (рис. 8.1). Рассчитать затухание осадки во времени. Основание сложено двумя слоями водонасыщенных грунтов. Первый слой грунта мощностью h₁ =3,9 м подстилается слоем грунта мощностью h₂более 10 м. Коэффициенты относительной сжимаемости и фильтрации 1-го и 2-го слоев грунта соответственно равны: m_v₁ =0,000105 кПа^-1, k_ф1 = 2,7×10^-8 см/сек; m_v₂ = 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 Aw - 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 = 2h_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 Aw = 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 = 2h_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, S_t = 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.

1 2 34

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: