Определение физических характеристик и разновидности грунта в основании

Аннотация

 

Целью курсовой работы является закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков по дисциплине «Механика грунтов». В работе необходимо построить инженерно-геологический разрез, определить несущую способность основания, рассчитать осадки и крен фундамента, определить осадку грунта во времени.

Подготовка исходных данных к курсовой работе

Задано трёхслойное основание. Мощность третьего слоя считаем неограниченной. В табл. 1 указаны отметки слоёв инженерно-геологических элементов (ИГЭ) грунтового основания по осям двух скважин пробуренных до 8 м и уровень грунтовых вод (УГВ). Расстояние между скважинами L=10 м. Оси скважин являются осями прямоугольного фундамента. За нулевую отметку условно принята отметка дневной поверхности грунта. Размеры и нагрузки на фундамент по двум осям представлены в табл. 2.

Физические и механические характеристики ИГЭ основания приведены в табл. 3. На основании табл. 1 и 3 построен инженерно-геологический разрез на миллиметровой бумаге формата А4 в масштабе 1:100, в соответствии с методикой построения разреза, представленной втором разделе [1]. Инженерно-геологический разрез представлен в приложении 1.

 

Таблица 1

 

Отметки слоёв ИГЭ и УГВ

№ Варианта	Скважина №1	Скважина №2	УГВ
Подошва ИГЭ-1, м	Подошва ИГЭ-2, м	Подошва ИГЭ-1, м	Подошва ИГЭ-2, м
	-1,9	-5,7	-2,5	-6,1	-3,3

 

Таблица 2

Размеры и нагрузка на фундамент

№ Варианта	Размеры фундамента, м	Вертикальная нагрузка на уровне подошвы фундамента, кН
Длина l	Ширина b	глубина заложения h
	5,2	3,0	1,9

 

 

 

Таблица 3

Физико-механические характеристики грунтов скважин

 

№ скважины	№ ИГЭ	Разновидности грунтов	Плотность ρ, т/м3	Плотность частиц грунта rs, т/м3	Влажность	Модуль дефор-мации E, МПа	Угол внутреннего трения jI, град	Удельное сцепление сI, кПа	Коэффициент фильтрации, м/сут
Природная W	на границе ра-скатывания WP	на границе текучести WL
		Супесь Суглинок Глина	1,98 2,00 1,98	2,66 2,68 2,73	0,19 0,23 0,31	0,17 0,17 0,24	0,21 0,30 0,45	11,0 15,0			0,5 0,02 0,003
		Супесь Суглинок Песок	1,98 2,00 1,95	2,66 2,68 2,65	0,19 0,23 0,31	0,17 0,17 -	0,21 0,30 -	11,0 13,0		-	0,5 0,02

 

 

Определение физических характеристик и разновидности грунта в основании

По исходным данным для грунта каждого слоя основания вычисляются:

- удельный вес грунта, кН/м³,

, (1)

где g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с²);

 

С-1, слой 1: = 1,98 * 9,81 = 19,42 кН/м³

С-1, слой 2: = 2 * 9,81 = 19,62 кН/м³

С-1, слой 3: = 1,98 * 9,81 = 19,42 кН/м³

С-2, слой 1: = 1,98 * 9,81 = 19,42 кН/м³

С-2, слой 2: = 2 * 9,81 = 19,62 кН/м³

С-2, слой 3: = 1,95 * 9,81 = 19,13 кН/м³

 

- удельный вес частиц грунта, кН/м³,

, (2)

 

С-1, слой 1: = 2,66 * 9,81 = 26,09 кН/м³

С-1, слой 2: = 2,68 * 9,81 = 26,29 кН/м³

С-1, слой 3: = 2,73 * 9,81 = 26,78 кН/м³

С-2, слой 1: = 2,66 * 9,81 = 26,09 кН/м³

С-2, слой 2: = 2,68 * 9,81 = 26,29 кН/м³

С-2, слой 3: = 2,65 * 9,81 = 25,99 кН/м³

- коэффициент пористости

(3)

 

С-1, слой 1:

С-1, слой 2:

С-1, слой 3:

С-2, слой 1:

С-2, слой 2:

С-2, слой 3:

 

- удельный вес грунта во взвешенном состоянии, кН/м³,

, (4)

где – плотность воды ( =1,0 т/м³).

 

С-1, слой 1: кН/м³

С-1, слой 2: кН/м³

С-1, слой 3: кН/м³

С-2, слой 1: кН/м³

С-2, слой 2: кН/м³

С-2, слой 3: кН/м³

 

Для глинистого грунта (супеси, суглинка и глины) каждого слоя определяют:

 

- число пластичности

(5)

 

 

С-1, слой 1: = 0,21 – 0,17 = 0,04

С-1, слой 2: = 0,30 – 0,17 = 0,13

С-1, слой 3: = 0,45 – 0,24 = 0,21

С-2, слой 1: = 0,21 – 0,17 = 0,04

С-2, слой 2: = 0,30 – 0,17 = 0,13

 

- показатель текучести

(6)

 

С-1, слой 1:

С-1, слой 2:

С-1, слой 3:

С-2, слой 1:

С-2, слой 2:

 

На основании ГОСТ 25100 [2] по значениям и уточняем разновидность глинистого грунта. Для глин и суглинков в твердом и полутвердом состоянии удельный вес грунта во взвешенном состоянии g_в не определяют, т.к. эти грунты считаются водонепроницаемыми.

Разновидность песков по степени плотности устанавливаем в зависимости от его коэффициента пористости е по ГОСТ 25100 [2].

Результаты расчётов приведены в табл. 5.

 

 

Таблица 5