Состав и оформление работы
Работа состоит из пояснительной записки с расчетами и схем формата А4.
Работа должна включать:
1. Исходную схему с указанием размеров, нагрузок и физико-механических характеристик грунтов (o , взв , с, , Е ).
2. Схему и результаты расчета устойчивости стенки на глубинный сдвиг.
Все чертежи выполняются в неискаженном масштабе. На чертежах выносятся основные результаты расчетов с соответствующими пояснениями.
В пояснительной записке приводятся в полном виде все расчеты с выделением промежуточных и конечных результатов, со ссылкой на чертеж, главу СНиПа и другие использованные источники.
Пояснительная записка должна иметь компьютерное оформление, четкую рубрикацию, оглавление и список литературы.
Порядок выполнения работы
Проверка устойчивости стенки на глубинный сдвиг
Эта проверка выполняется по способу, рекомендуемому в СНиП 2.02.02-85. По этому способу линия скольжения, ограничивающая область предельного состояния грунта основания, принимается в виде двух отрезков прямых AB и CD, соединенных между собой криволинейной вставкой, описываемой уравнением логарифмической спирали (рис. 2).
Рис. 2. Расчетная схема к проверке устойчивости стенки
на глубинный сдвиг по методу ВНИИГ
Действительный внецентренно нагруженный фундамент заменяется эквивалентным центрально нагруженным с приведенной шириной bпр равной
bпр= b – 2 eэкспл ,
где eэкспл - эксцентриситет приложения вертикальной силы Nэкспл в эксплуатационном случае вычисляется по формуле:
е = b/2 – x.
Связь между углом наклона к вертикали равнодействующей внешних сил равной по величине силе предельного сопротивления сдвигу R* и ориентировкой треугольника ABE предельного равновесия определяется углом , величина которого находится по формуле:
.
Предельная величина сдвигающего напряжения пр определяется следующим образом. По ряду значений ( = 0; = 0.1; = 0.3; = 0.5; = 0.7 и = 0.9) вычисляются соответствующие им значения по приведенному выше соотношению.
По
найденному значению
находятся все данные, необходимые для
определения размеров призмы обрушения
ABCDE. Линия AB проводится по углу ,
линия EB - по углу
= 90+
– .
Линия EC строится по углу (45–/2)
между ней и горизонтальной поверхностью
основания. Очертание
ограничивающей кривой скольжения BC
строится по уравнению логарифмической
спирали. Радиус
находится по формуле
r = ro exp( tg),
где
;
= 45–/2
+ .
В эту формулу значение угла подставляется только в радианах.
Линия CD проводится через точку С под углом (45–/2) к горизонтальной поверхности ED.
Длину
участка
можно определить через коэффициент K
по формуле:
.
Значения коэффициента K приведены в Приложении I. Величина R* определяется из соотношения:
R* = b2пр взвосн N + bпр c Nc + bпр q2 Nq2 ,
где коэффициенты несущей способности N , Nc и Nq2 представлены в Приложении I в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения основания. По найденным значениям R* определяются величины и пр по формулам:
;
.
Здесь с = с / tg.
Расчёт целесообразно вести в форме таблицы 2.
Таблица 2
|
, град. |
, град. |
|
r0, м |
r, м |
К |
, м |
R*, кН/м |
, кПа |
пр, кПа |
||
в долях |
град. |
град. |
рад. |
|||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем строится график несущей способности основания пр = f() (рис. 2).
Рис. 3. График несущей способности основания:
1 - при глубинном сдвиге; 2 - при плоском сдвиге
По напряжению экспл = Nэкспл / bпр в эксплуатационном случае определяется соответствующее предельное сдвигающее напряжение прэкспл так, как это показано на рис. 3. Коэффициент запаса на глубинный сдвиг Кгл окончательно вычисляется из соотношения:
Кгл = прэкспл bпр / Еа 1,15.
Приложение I
Значения коэффициентов несущей способности N , Nc , Nq2
и коэффициента К для расчета общей устойчивости
|
Коэффи- циенты |
Значения в долях от |
|||||
0 |
0,1 |
0,З |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
||
12 |
N |
0,8407 |
0,8001 |
0,6914 |
0,5578 |
0,4084 |
0,2417 |
Nc |
13,989 |
13,617 |
12,807 |
11,891 |
10,818 |
9,3988 |
|
Nq2 |
2,9735 |
2,8945 |
2,7223 |
2,5276 |
2,2995 |
1,9978 |
|
К |
1,7244 |
1,6151 |
1,3830 |
1,1273 |
0,8333 |
0,4486 |
|
14 |
N |
1,16 |
1,09 |
0,92 |
0,73 |
0,52 |
0,30 |
Nc |
14,38 |
13,92 |
12,93 |
11,83 |
10,57 |
8,95 |
|
Nq2 |
3,59 |
3,47 |
3,22 |
2,95 |
2,64 |
2,23 |
|
К |
1,89 |
1,77 |
1,51 |
1,22 |
0,89 |
0,47 |
|
16 |
N |
1,57 |
1,47 |
1,21 |
0,93 |
0,64 |
0,35 |
Nc |
15,12 |
14,55 |
13,34 |
12,02 |
10,54 |
8,68 |
|
Nq2 |
4,33 |
4,17 |
3,82 |
3,44 |
3,02 |
2,49 |
|
К |
2,08 |
1,94 |
1,64 |
1,32 |
0,96 |
0,50 |
|
18 |
N |
2,12 |
1,95 |
1,58 |
1,19 |
0,797 |
0,418 |
Nc |
16,18 |
15,47 |
13,98 |
12,40 |
10,66 |
8,54 |
|
Nq2 |
5,26 |
5,02 |
4,54 |
4,03 |
3,46 |
2,78 |
|
К |
2,29 |
2,13 |
1,79 |
1,43 |
1,03 |
0,53 |
|
20 |
N |
2,84 |
2,59 |
2,04 |
1,50 |
0,974 |
0,49 |
Nc |
17,58 |
16,80 |
14,87 |
13,00 |
10,92 |
8,51 |
|
Nq2 |
6,40 |
6,08 |
5,41 |
4,72 |
3,97 |
3,10 |
|
К |
2,53 |
2,34 |
1,96 |
1,55 |
1,10 |
0,56 |
|
22 |
N |
3,79 |
3,41 |
2,64 |
1,88 |
1,18 |
0,57 |
Nc |
19,36 |
18,25 |
16,00 |
13,70 |
11,29 |
8,54 |
|
Nq2 |
7,82 |
7,37 |
6,46 |
5,53 |
4,56 |
3,45 |
|
К |
2,80 |
2,58 |
2,14 |
1,68 |
1,18 |
0,59 |
|
24 |
N |
5,07 |
4,52 |
3,40 |
2,35 |
1,43 |
0,65 |
Nc |
21,57 |
20,18 |
17,39 |
14,60 |
11,77 |
8,64 |
|
Nq2 |
9,60 |
8,98 |
7,74 |
6,50 |
5,24 |
3,85 |
|
К |
3,10 |
2,85 |
2,34 |
1,82 |
1,27 |
0,63 |
|
26 |
N |
6,80 |
5,98 |
4,38 |
2,94 |
1,72 |
0,75 |
Nc |
24,31 |
22,55 |
19,09 |
15,71 |
12,36 |
8,79 |
|
Nq2 |
11,86 |
11,00 |
9,31 |
7,66 |
6,03 |
4,29 |
|
К |
3,44 |
3,16 |
2,58 |
1,98 |
1,36 |
0,67 |
|
28 |
N |
9,15 |
7,94 |
5,65 |
3,67 |
2,07 |
0,85 |
Nc |
27,68 |
25,50 |
21,14 |
17,03 |
13,07 |
8,99 |
|
Nq2 |
14,72 |
13,54 |
11,24 |
9,05 |
6,95 |
4,78 |
|
К |
3,84 |
3,50 |
2,83 |
2,16 |
1,47 |
0,71 |
|
30 |
N |
12,39 |
10,61 |
7,32 |
4,60 |
2,49 |
0,97 |
Nc |
31,87 |
29,03 |
23,62 |
18,60 |
13,90 |
9,23 |
|
Nq2 |
18,40 |
16,76 |
13,64 |
10,74 |
8,02 |
5,33 |
|
К |
4,29 |
3,90 |
3,13 |
2,36 |
1,58 |
0,75 |
|