ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТАЗадачи на определение нормативных и расчетных характеристик грунта, а также на определение наименования грунта решаются с использованием СНиП 2.02.01-83*. Поведение грунта под нагрузкой определяется механическими свойствами. Эти свойства определяются деформативными и прочностными характеристиками грунта. К деформативным относятся: а) коэффициент сжимаемости - (; ); б)относительный коэффициент сжимаемости- (; ); в) средний коэффициент сжимаемости - (; ); г) модуль деформации - (); д) коэффициент бокового расширения - –––; е) коэффициент бокового давления - –––; К прочностным характеристикам относятся: а) угол внутреннего трения - (град); б) удельное сцепление (или коэффициент сцепления) – (). Механические характеристики грунтов определяются по результатам как лабораторных испытаний (на компрессионных приборах одноосного сжатия, стабилометрах, сдвиговых компрессионных приборах), так штамповых и прессиометрических испытаний в полевых условиях. Часть задач по определению модуля деформации, прочностных характеристик грунта и представлена в виде данных лабораторных испытаний. Для решения их в этом случае необходимо построение графиков. Например, при штамповых испытаниях в полевых условиях, пользуются формулой:
, (1.1)
где -давление на грунт в конце участка линейной зависимости; -осадка штампа; -ширина прямоугольного или диаметр круглого штампа. Отсутствующие в условиях задач параметры (; ) принимать по приложению I. При испытаниях на одноосное сжатие цилиндрического образца грунта, диаметром и высотой , вертикальной нагрузкой которую прикладывают ступенями, модуль деформации определяется по формуле: , (1.2) где - нагрузка при которой происходит разрушение образца; - относительная деформация образца, соответствующая нагрузке , определяется по графику ; при ; - поперечное относительное расширение образца - относительное продольное сжатие образца и измеряются в стадии линейного деформирования образца при одной ступени нагрузки. При испытании в стабилометре цилиндрический образец диаметром и высотой и разрушается вертикальным давлением при постоянном значении бокового давления . Для определения модуля деформации используют известные формулы теории упругости: (1.3) - относительные величины деформаций образца грунта в продольном и поперечном направлении; - коэффициент бокового расширения или коэффициент Пуассона для грунта (см. табл. П.1.1 приложения1) , (1.4) где - относительная объемная деформация образца, определяемая по объему вытесненной воды за счет деформирования образца во время испытания: или В пределах линейной зависимости между общими деформациями (продольными или объемными) и приращением осевого давления модуль общей (линейной) деформации: , (1.5) Прочностные характеристики грунта определяются по двум основным уравнениям прочности: уравнению Кулона: , (1.6) условию Ренкина: , (1.7) где - предельное сопротивление грунта сдвигу по некоторой площадке; - нормальное напряжение по той же площадке; - главные напряжения, 1.1. Определить наименование грунта при ; ; . 1.2. Определить пористость и коэффициент пористости при ; ; . 1.3. Установить наименование грунта, если ; ; ; ; 1.4. Установить наименование грунта, если ; ; ; ; , относительное содержание органического вещества – 0.15. 1.5. Для слоя глинистого грунта было получено 9 определений числа пластичности: 0.11; 0.13; 0.14; 0.12; 0.15; 0.17; 0.14; 0.18; 0.20. Установить наименование грунта. 1.6. По данным лабораторных испытаний в одометре определить характеристики сжимаемости глины в интервале давлений 0.05-0.2 (табл. 1.1). Табл. 1.1 Результаты испытаний в одометре
1.7. Определить величину модуля деформации глинистого грунта тугопластичной консистенции в пределах изменения нагрузки от 0.1 до 0.4 если при компрессионных испытаниях получены следующие значения коэффициентов пористости Табл. 1.2 Результаты компрессионных испытаний
1.8. При испытании образца глинистого грунта тугопластичной консистенции , на одноосное сжатие были получены следующие величины изменения высоты образца в зависимости от нагрузки:
Найти величину модуля деформации и коэффициентов бокового давления и бокового расширения , если поперечная деформация образца при нагрузке 0.05 составила 0.016 . 1.9. При испытании образца грунта высота в стабилометре получена следующая зависимость (табл. 1.3). Табл. 1.3 Результаты испытаний в стабилометре
Определить модуль обшей (линейной) деформации . 1.10. По данным полевых испытаний грунтов пробными статическими нагрузками определить характеристики сжимаемости песка – ; , являющегося основанием фундамента, среднее давление по подошве которого , а природное давление на уровне подошвы . Табл. 1.4 Результаты штамповых испытаний
Испытания проводились в шурфе жестким круглым штампом . 1.11. Определить коэффициент Пуассона , модуль деформации и коэффициент бокового давления супеси твердой консистенции, если при испытаниях на стабилометре при вертикальной деформации , нормальное напряжение , горизонтальное , а объемная деформация равнялась . Испытанный образец имел высоту , диаметр . 1.12. Найти параметры сопротивления грунта сдвигу, если при испытаниях на стабилометре образец грунта разрушился при 1) 2) 1.13. Какова прочность грунта, если образец его разрушился при сдвигающем усилии, равном под давлением и при под давлением . 1.14. По результатам испытаний глинистого грунта на сдвиг определить нормативную величину удельного сцепления и угла внутреннего трения Табл. 1.5 Результаты испытаний на сдвиг
1.15. По данным предыдущей задачи определить расчетные значения , и , при доверительной вероятности . 1.16. По результатам определения удельного веса грунта найти его нормативное и расчетные значения для I-го и II- го предельного состояния -1.93; 1.9; 1.97; 1.89; 1.92; 2.0; 1.88; 1.91; 1.92; 1.8. 1.17. Определить нормативное и расчетное значение временного сопротивления одноосному сжатию скального грунта по результатам испытания его образцов на одноосное сжатие ; 18.5; 21; 20.5; 22; 19.8; 17.5; 20.1: 22.9; 21.8. 1.18. Отметка уровня грунтовых вод в скважине №1 – 241.2 м, в скважине №2 - 240 м. Расстояние между скважинами - 70 м. Коэффициент фильтрации . Определить скорость Фильтрации. 1.19. Строительная площадка сложена тремя равномерно залегающими слоями грунта. Отметка кровли первого слоя - водоупорного - глины полутвердой консистенции - 68.00. Отметка кровли второго слоя - водоносного песка средней крупности – 65.00. Напор грунтовых вод . Третий слой - водоупор. Отметка кровли третьего слоя – 60.0 м. Определить максимальную глубину котлована в глине. 1.20. Оценить изменчивость сжимаемости грунтов строительной площадки, при средних значениях модулей деформаций в двух ее сечениях представленных в табл. 1.6. Табл. 1.6 Значения модулей деформации
1.21. Оценить инженерно-геологические условия строительной площадки, имеющей в разрезе два слоя грунта с характеристиками, представленными в табл. 1.7 Табл. 1.7 Характеристики грунтов
1.22. Дать оценку строительной площадке, сложенной тремя слоями грунта, физико-механические характеристики которых представлены в табл. 1.8, и рекомендации по выбору типа фундаментов. Табл. 1.8 Характеристики грунта
|