2.3 Проверка прочности грунта основания.

При проверке прочности грунта основания учитываем все нагрузки, действующие в пределах расчетной плоскости. Проверка прочности грунта основания для эксплуатационного случая производится по формуле внецентренного сжатия

σ_max/min = (1± )= = 311,61; 291,5 кПа,

где - сумма вертикальных сил, действующих на подошву сооружения,кН;

B – ширина сооружения по подошве, м;

е – эксцентриситет равнодействующей всех сил в плоскости подошвы сооружения, определяемый по формуле:

м.

Необходимо, чтобы выполнялось 2 условия:

1. . Если , то увеличивается размер подошвы.

2. , где – расчетное сопротивление верхнего слоя грунта. Если проверка не выполняется, то необходимо увеличивать ширину сооружения, таким образом, увеличивается удерживающий момент.

В нашем случае , поэтому делаем частичную замену грунта(верхний слой заменяем на песок ).

2.3. Определение величины стабилизированной осадки.

Восстанавливаем геологический разрез. Слева от оси z строим эпюру бытовых давлений, интенсивность давлений определяем на границах геологических слоев по формуле:

(кПа),

где и - соответственно удельный вес и мощность геологического слоя грунта.

P_б0=0

P_б1=10*2=20 кПа

P_б2= P_б1+6*8=68кПа

P_б3= P_б2+9*15=203кПа

Справа от оси z строится эпюра дополнительных давлений:

(кПа),

где α – коэффициент рассеивания напряжений, величина которого зависит от относительной глубины расположения точки и от формы фундамента в плане:

; (L/B >10 – ленточный фундамент);

– среднее значение краевых напряжений по подошве фундамента (кПа);

– бытовое давление на уровне подошвы сооружения (для незаглубленных фундаментов ).

Эпюру дополнительных давлений строим на границах элементарных слоев, причем толщина слоя не должна превышать 2 м.

Дополнительные давления

Таблица 3

№ геол. слоя	№ слоя	hi, м	Z, м					,кПа		, кПа	Е, кПа
			Верх.	Нижн.		Верх.	Нижн.	Верх.	Нижн.
1	1	2	0	2	0,28	1	0,983	301,6	296,4	299	45000
2	2 3 4 5	2 2 2 2	2 4 6 8	4 6 8 10	0,55 0,83 1,11 1,39	0,983 0,929 0,881 0,786	0,929 0,881 0,786 0,698	296,4 280,2 265,7 237	280,2 265,7 237 210,5	288,3 272,95 251,35 223,75	2500
3	6 7 8 9 10 11 12 13	2 2 2 2 2 2 2 1	10 12 14 16 18 20 22 24	12 14 16 18 20 22 24 25	1,67 1,94 2,22 2,5 2,78 3,05 3,33 3,47	0,698 0,619 0,573 0,514 0,463 0,42 0,386 0,346	0,619 0,573 0,514 0,463 0,42 0,386 0,365 0,346	210,5 186,7 172,8 155 139,6 126,7 116,4 110,1	186,7 172,8 155 139,6 126,7 116,4 110,1 104,3	198,6 179,75 163,9 147,3 133,15 121,55 113,25 107,2	15000

Определяем глубину активной сжимаемой толщи. Для этого эпюру бытовых давлений уменьшаем в 5 раз и переносим вправо от оси z. Если пересекутся 0,2 и , то границей толщи является точка пересечения. Если не пересекаются, то границей является скальный грунт.

Величину стабилизированной осадки определяем методом послойного суммирования:

, м

где n – количество элементарных слоев в пределах H_акт.

- среднее значение дополнительного давления в пределах элементарного слоя, кПа;

h_i – толщина элементарного слоя,м.;

Е – модуль деформации грунта, кПа;

β_i- коэффициент, учитывающий возможность бокового расширения грунта, зависящий от коэффициента Пуассона слоя геологического разреза

(принимается для песков 0,76, для супесей 0,72, для суглинков 0,57, для глин 0,43). Такая корректировка позволяет учесть частичное расширение грунтов, что особенно характерно для глинистых грунтов.

2.Определение мощности консолидируемого слоя и времени консолидации

Учитывая то, что осадка в слабых грунтах протекает в течение длительного времени, ее рассматривают с применением Теории фильтрационной консолидации Терцаги-Герсеванова. Фильтрационная консолидация-это постепенное уплотнение грунта, связанное с выдавливанием воды из пор грунта. Фильтрационная консолидация объясняется такими свойствами грунта, как сжимаемость и водопроницаемость.

Время консолидации вычисляется по формуле:

, где H- высота слоя слабого грунта.

С_V=0,065 см²/мин-коэффициент консолидации(по заданию)

T_v-фактор времени, зависит от степени консолидации и схемы фильтрации.

Схема фильтрации	μ	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,95
двусторонняя	Тυ	0,008	0,031	0,074	0,125	0,197	0,286	0,403	0,567	0,848	1,129
односторонняя	Тυ	0,002	0,008	0,024	0,053	0,097	0,17	0,28	0,438	0,718	1,03

Согласно заданию при С_V=0,065 см²/мин и T_v=0,28 см/мин степень консолидации μ=0,7.

Учитывая это условие вычисляем осадки при степени консолидации μ=0,1-0,95 по формуле: .Полученнные значения заносим в таблицу и по вычисленным значениям строим график зависимости осадки от времени консолидации.

μ	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0.95
Tv	0,002	0.008	0.024	0.053	0.097	0.17	0.28	0.438	0.718	1.03
St	0,0375	0.075	0.1125	0.15	0.1875	0.225	0.2625	0.3	0.3375	0.35625
t	0.46	1.8	5.5	12.1	22.1	38.7	63.8	99.8	163.6	234.8

По результатам таблицы строятся графики зависимости осадки во времени и степени консолидации от времени.