Расчет производных характеристик и определение разновидностей грунтов

Производные и классификационные характеристики грунтов определяются аналитическим путем через основные и дополнительные физические характеристики, приведенные в Таблице 1 (см. Приложение 1, Таблица 1).

К основным и дополнительным характеристикам относятся: плотность (ρ), плотность твёрдых частиц (ρ_s), естественная влажность (W), влажность на пределе текучести (W_L) и влажность на пределе раскатывания (W_P).

К производным характеристикам относятся: плотность сухого грунта (ρ_d), коэффициент пористости (e), плотность грунта, насыщенного водой (ρ_sb).

К классификационным характеристикам относятся: число пластичности (I_Р), показатель текучести (I_L), коэффициент водонасыщения (S_r).

Ниже приведены формулы для расчёта производных характеристик грунтов:

где ρ_W – плотность воды (1,0 г/см³)

1. Производные характеристики образца №1 (скважина №1, глубина отбора 1.5м):

Плотность сухого грунта:

Коэффициент пористости:

Число пластичности:

Показатель текучести

Коэффициент водонасыщения:

Плотность грунта, насыщенного водой:

Наименование грунта: суглинок – т.к. число пластичности I_p = 14 > 7, но > чем 17 (см. Приложение 2, Таблица 2), тугопластичный, т.к. показатель текучести I_L = 0,29 > 0.25, но < 0.50 (см. Приложение 2, Таблица 5).

2. Производные характеристики образца №2 (скважина №1, глубина отбора 3.5 м):

Плотность сухого грунта:

Коэффициент пористости:

Число пластичности:

Показатель текучести

Коэффициент водонасыщения:

Плотность грунта, насыщенного водой:

Наименование грунта: суглинок – т.к. число пластичности I_p = 13 > 7, но > чем 17 (см. Приложение 2, Таблица 2), мягкопластичный, т.к. показатель текучести I_L = 0,53 > 0.50, но < 0.75 (см. Приложение 2, Таблица 5).

3. Производные характеристики образца №3 (скважина №1, глубина отбора 6.0 м):

Плотность сухого грунта:

Коэффициент пористости:

Число пластичности:

Показатель текучести

Коэффициент водонасыщения:

Плотность грунта, насыщенного водой:

Наименование грунта: супесь – т.к. число пластичности I_p = 6 > 1, но > чем 7 (см. Приложение 2, Таблица 2), пластичная, т.к. показатель текучести I_L = 0,67 > 0, но < 1.0 (см. Приложение 2, Таблица 5).

4. Производные характеристики образца №4 (скважина №2, глубина отбора 9.0 м):

Плотность сухого грунта:

Коэффициент пористости:

Коэффициент водонасыщения:

Плотность грунта, насыщенного водой:

Для песчаных грунтов I_P и I_L не определяются.

Наименование грунта: песок мелкий, т.к. содержание частиц диаметром свыше 0.10мм составляет более 75%, а именно 80% (см. Приложение 2, Таблица 1); насыщенный водой, т.к. S_r > 0.80, а именно 1.0 (см. Приложение 2, Таблица 6); средней плотности сложения, т.к. коэффициент пористости e= 0.69 и входит в интервал 0.60- 0.75 (см. Приложение 2, Таблица 7).

5. Производные характеристики образца №5 (скважина №3, глубина отбора13.0 м):

Плотность сухого грунта:

Коэффициент пористости:

Число пластичности:

Показатель текучести

Коэффициент водонасыщения:

Плотность грунта, насыщенного водой:

Наименование грунта: глина – т.к. число пластичности I_p = 20 > 18,(см. Приложение 2, Таблица 2), полутвердая, т.к. показатель текучести I_L = 0,20 > 0, но < 0.25 (см. Приложение 2, Таблица 5).

2.4. Определение механических характеристик по таблицам СНиП.

Механическими характеристиками дисперсных грунтов являются:

а) деформационные: модуль общей деформации (Е₀);

б) прочностные: удельное сцепление (С) и угол внутреннего трения (φ);

Определение механических характеристик производится по таблицам приложения «Г» свода правил «СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений»: механические характеристики песчаных грунтов по таблице «Г1»; механические характеристики глинистых – таблицы «Г2» и «Г3» (см. Приложение 3).

Для песчаных грунтов согласно табл. «Г1» определяются прочностные и деформационные характеристики, используя расчёты производных характеристик, полученных в разделе 2.3. Для глинистых грунтов определение прочностных характеристик производится по табл. «Г2» с использованием показателей текучести (I_L) и коэффициента пористости (е). А деформационные характеристики определяются по табл. «Г3» (см. Приложение), согласно возрасту породы, показателей текучести (I_L) и коэффициента пористости (е).

Производим определение модуля деформации (Е₀), удельного сцепления (С) и угла внутреннего трения (φ) для следующих образцов грунтов:

Образец №1. Суглинок тугопластичный.

Модуль деформации Е₀=12 кПа был определен согласно таблице «Г3» приложения «Г» свода правил СП 50-101-2004 (см. Приложение 3, Таблица 2), при условии что коэффициент пористости e = 0.81, грунт имеет аллювиальное происхождение при показателе текучести I_L = 0.29, который находится в пределах 0.25 I_L 0.5.

Удельное сцепление (С) и угол внутреннего трения (φ) были определены по таблице «Г2» (см. Приложение 3, Таблица 3). Удельное сцепление (С) = 20 кПа при показателе текучести I_L = 0.29, который находится в пределах 0.25 I_L 0.5, коэффициенте пористости е = 0.81, т.к. при ближайшем значении в таблице коэффициента пористости е = 0.85 удельное сцепление (С) = 18 кПа. Угол внутреннего трения (φ) = 20° при коэффициенте пористости е = 0.81, т.к. данное значение е находится в пределах значений от 0.75 до 0.85 для которых значения угла внутреннего трения (φ) = 21° и (φ) =19° соответственно.

Образец №2. Суглинок мягкопластичный.

Модуль деформации Е₀=9 кПа был определен согласно таблице «Г3» приложения «Г» свода правил СП 50-101-2004 (см. Приложение 3, Таблица 2), при условии что коэффициент пористости e = 0.82, грунт имеет аллювиальное происхождение при показателе текучести I_L = 0.53, который находится в пределах 0.5 I_L 0.75.

Удельное сцепление (С) и угол внутреннего трения (φ) были определены по таблице «Г2» (см. Приложение 3, Таблица 3). Удельное сцепление (С) = 17 кПа при показателе текучести I_L = 0.53, который находится в пределах 0.5 I_L 0.75, коэффициенте пористости е = 0.82, т.к. при ближайшем значении в таблице коэффициента пористости е = 0.85 удельное сцепление (С) = 16 кПа. Угол внутреннего трения (φ) = 17° при коэффициенте пористости е = 0.82, т.к. данное значение е находится в пределах значений от 0.75 до 0.85 для которых значения угла внутреннего трения (φ) = 18° и (φ) =16° соответственно.

Образец №3. Супесь пластичная.

Модуль деформации Е₀=27 кПа был определен согласно таблице «Г3» приложения «Г» свода правил СП 50-101-2004 (см. Приложение 3, Таблица 2), при условии что коэффициент пористости e = 0.51, грунт имеет аллювиальное происхождение при показателе текучести I_L = 0.67, который находится в пределах 0 I_L 0.75.

Удельное сцепление (С) и угол внутреннего трения (φ) были определены по таблице «Г2» (см. Приложение 3, Таблица 3). Удельное сцепление (С) = 16 кПа при показателе текучести I_L = 0.67, который находится в пределах 0.25 I_L 0.75, коэффициенте пористости е = 0.51, т.к. при ближайшем значении в таблице коэффициента пористости е = 0.55 удельное сцепление (С) = 15 кПа. Угол внутреннего трения (φ) = 27° при коэффициенте пористости е = 0.51, т.к. данное значение е находится в пределах значений от 0.45 до 0.55 для которых значения угла внутреннего трения (φ) = 28° и (φ) =26° соответственно.

Образец №4. Песок мелкий (содержание частиц диаметром свыше 0.10мм составляет более 75%, а именно 80%).

Модуль деформации Е₀=23 кПа был определен согласно таблице «Г1» приложения «Г» свода правил СП 50-101-2004 (см. Приложение 3, Таблица 1), при условии что коэффициент пористости e = 0.69, т.к. данное значение е находится в интервале от 0.65 до 0.75 для которых значение Е₀ =28 кПа и Е₀ =18 кПа соответственно.

Удельное сцепление (С) и угол внутреннего трения (φ) были определены также по таблице «Г1» (см. Приложение 3, Таблица 1). Удельное сцепление (С) = 2 кПа при коэффициенте пористости е = 0.69, т.к. при ближайшем значении в таблице коэффициента пористости е = 0.65 удельное сцепление (С) = 2 кПа. Угол внутреннего трения (φ) = 30° при коэффициенте пористости е = 0.69, т.к. данное значение е находится в пределах значений от 0.65 до 0.75 для которых значения угла внутреннего трения (φ) = 32° и (φ) =28° соответственно. Для данного грунта был заполнен паспорт испытаний на деформативность и прочность, он представлен на рис. 2.3, который явно показывает, что модуль деформации является непостоянной величиной.

Образец №5. Глина полутвердая.

Модуль деформации Е₀=22 кПа был определен согласно таблице «Г3» приложения «Г» свода правил СП 50-101-2004 (см. Приложение 3, Таблица 2), при условии что коэффициент пористости e = 0.74, грунт имеет мореное происхождение при показателе текучести I_L = 0.20, который находится в пределах 0 I_L 0.25.

Удельное сцепление (С) и угол внутреннего трения (φ) были определены по таблице «Г2» (см. Приложение 3,Таблица 3). Удельное сцепление (С) = 55 кПа при показателе текучести I_L = 0.20, который находится в пределах 0 I_L 0.25, коэффициенте пористости е = 0.74, т.к. при ближайшем значении в таблице коэффициента пористости е = 0.75 удельное сцепление (С) = 54 кПа. Угол внутреннего трения (φ) = 19° при коэффициенте пористости е = 74, при ближайшем значении в таблице коэффициента пористости е = 0.75 угол внутреннего трения (φ) = 19°.

Поиск по сайту: