Пример практического задания

В качестве примера выполним задание по построению эпюр от собственного веса грунта и от внешней нагрузки.

Имеются следующие данные. Инженерно геологический разрез представлен горизонтальным залеганием следующих геолого-литологических слоев:

- суглинок мягкопластичный (плотность грунта r = 1,6 г/см³, модуль деформации Е = 5 МПа, коэффициент пористости = 1,05; мощность 5 м);

- песок средней крупности (плотность грунта r = 1,9 г/см³, модуль деформации Е = 30 МПа, коэффициент пористости = 0,65; мощность 2 м);

- глина тугопластичная (плотность грунта r = 2,1 г/см³, модуль деформации Е = 9 МПа, коэффициент пористости = 0,95; мощность 3 м);

Подземные воды не встречены. В качестве внешней нагрузки используется фундамент в форме плиты прямоугольной формы размерами 2,5 х 2,5 м и мачта связи. Масса плиты и мачты вместе составляют 100 000 кг. Необходимо построить эпюры напряжений от внешней нагрузки и собственного веса грунта до глубины изученной тощи с шагом по глубине 0,4 b.

Решение.

Сориентируем лист в формате альбома. Проведем линию земной поверхности и разделим чертеж на три части. В левой части начертим геолого-литологическую колонку скважины (1/5 площади листа); в средней части расположим чертеж эпюр и фундамента (2/5 площади листа); справа оставим место для расчетов (2/5 площади листа).

В геолого-литологической колонке должна быть вертикальная шкала масштаба 1:100, сама геолого-литологическая колонка и нанесенные на ней характеристики грунта (плотность, модуль деформации, коэффициент пористости), положение уровня грунтовых вод.

В чертеже эпюры фундамент схематично изображается в виде прямоугольника, через его центр проходит центральная вертикальная прямая, совпадающая с осью OZ (осью глубины). У фундамента подписывается его ширина (b), нагрузка в кг. Вертикальная прямая через центр фундамента делит чертеж эпюр на две области: справа строятся эпюры от внешней нагрузки σ_zp, слева в зеркальной проекции напряжения от собственного веса грунта – σ_zg. Масштаб напряжений эпюр рекомендуется выбрать одинаковый. Эпюры будут строиться на глубине кратным 0,4b, т.е. через один метр. Напоминаю, эпюра представляет отрезок прямой, по длине в масштабе равный значению напряжения на этой глубине. Точки прямой, соответствующей максимальному значению затем соединяют плавной линией. Искомая плавная линия и оси координат будут образовывать фигуру.

Расчет напряжений на заданной глубине производится по формулам.

Для расчета напряжения от собственного веса грунта:

– напряжение от собственного веса грунта в точке Z, на глубине hi (g – от англ. “ground”); – (гамма) удельный вес грунта мощности равной h; –мощность i -того слоя;

Для расчета напряжений от внешней нагрузки:

– напряжение от внешней нагрузки; – функция см. табл.1.1; p – давление от веса фундамента

Результаты вычислений удобнее оформлять в виде таблицы.

Рассчитываем исходя из размеров фундамента 2,5х2,5 м и массы плиты 100 тонн давление p от подошвы фундамента: . Удельный вес грунта определяется по формуле:

Таблица 1.2

Результаты вычислений напряжений

Глубина	Расчет напряжений	Значение
0,0 (суглинок)	σzp		160 кПа
σzg.		0 кПа
1,0 (суглинок)	σzp		128 кПа
σzg.		15,7 кПа
2,0 (суглинок)	σzp		72,0 кПа
σzg.		31,4 кПа
3,0 (суглинок)	σzp		41,6 кПа
σzg.		47,1 кПа
4,0 (суглинок)	σzp		25,6 кПа
σzg.		62,8 кПа
5,0 (суглинок)	σzp		17,6 кПа
σzg.		78,5 кПа
6,0 (песок)	σzp		12,8 кПа
σzg.		111,6 кПа
7,0 (песок)	σzp		9,6 кПа
σzg.		130,2 кПа
8,0 (глина)	σzp		6,4 кПа
σzg.		164,8 кПа
9,0 (глина)	σzp		6,4 кПа
σzg.		185,4 кПа
10,0 (глина)	σzp		4,8 кПа
σzg.		206 кПа

Далее следует эти значения нанести на чертеж.

Рассчитаем глубину сжимаемой толщи Hc, на чертеже нижняя граница показана линией ВС. По исходным данным геологический разрез представлен грунтами с модулем деформации более 5 МПа. Ширина фундамента b = 2,5 м., для такой ширины фундамента коэффициент m = 0,2. Соответственно глубина сжимаемой толщи Hc = 5 м. Ниже этой глубины влиянием фундамента на нижележащие слои следует пренебречь и расчет осадки проводить послойно именно до этой глубины.

Результаты вычислений выполняем в таблице 1.3:

Таблица 1.3

Результаты вычислений осадок

Предельные значения осадок (деформаций) фундаментов приведены в табл.Е.1 приложения Е СП 50-101-2004.

Варианты заданий.

Варианты заданий отличаются нагрузкой от фундамента с сооружением, геолого-литологическим разрезом, физическими свойствами грунтов и положением уровня грунтовых вод. Тип фундамента – плита размерами 2,5 х 2,5 м.

Для определения требуемых показателей физико-механических свойств грунтов необходимо использовать Приложение Г СП 50-101-2004.

Результат осадки приводить в см, с точностью до 0,01, напряжения приводить и рассчитывать в кПа с точностью до 0,1.

Ниже представлена таблица вариантов задания:

Таблица 1.4

Данные по вариантам для выполнения задания

Представленные в таблице геолого-литологические слои обладают следующими характеристиками:

Поиск по сайту: