- •1 Основные понятия и определения курса.
- •2 Цели и задачи курса. Связь с другими дисциплинами.
- •Главная задача курса освоение методик расчета грунтовых оснований.
- •4 Грунтовые основания. Происхождение грунтов.
- •5 Составные части (компоненты) грунтов. Грунты представляют собой пористые материалы, поры которых могут быть полностью или частично заполнены водой. Составные части
- •6 Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
- •7 Виды воды в грунтовом основание.
- •8 Воздух и органические вещества в грунте.
- •9 Понятие о текстуре и структуре грунтов.
- •10 Физические свойства грунтов и их характеристики.
- •11 Пределы Аттерберга
- •12 Классификация грунтов по гост.
- •14 Сжимаемость грунтов. Компрессионные испытания.
- •15 Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.
- •16 Сжимаемость массива грунта. 17 Испытание грунта штампом.
- •18 Полевые методы определения модуля деформации грунта.
- •19 Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.
- •20 Сопротивление грунта сдвигу. Основные понятия.
- •21 Основные понятия теории прочности грунта.
- •22 Предельное сопротивление грунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.
- •23 Закон Кулона для связанных и несвязанных грунтов.
- •24 Испытания по схеме трехосного сжатия.
- •25 Условия прочности несвязных связных грунтов ( испытания в стабилометре).
- •26 Полевые методы испытания на сдвиг.
- •27 Водопроницаемость грунтов. Законы движения воды в грунте
- •Закон Дарси Закон ламинарной фильтрации или закон Дарси (Дарси, 1885) записывается виде:
- •28 Эффективные и нейтральные давления (напряжения) в грунте.
- •29 Природа (физические причины) длительного протекания деформаций в грунте.
- •30 Особые свойства грунта.
- •31 Использование характеристик физических свойств грунтов для приближенной оценки их механических свойств.
- •32 Выбор расчетных значений характеристик грунта.
- •33 Напряжение в грунте от собственного веса.
- •34 Напряжение в грунте от сосредоточенной силы.
- •35 Напряжения в грунте от распределенной нагрузки.
- •Напряжения от действия внешней нагрузки под центром фундамента.
- •36 Метод угловых точек.
- •37 Напряжения в грунте от вертикальной равномерно распределенной полосовой нагрузки.
- •38 Распределение напряжений в грунте по подошве фундамента сооружения.
- •39 Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
- •Метод коэффициента постели
- •41 Определение начального критического давления.
- •42 Определение конечного критического давления
- •43 Расчет конечных осадок
- •Определение деформаций оснований (осадки) по методу послойного суммирования
- •Расчет осадок по методу эквивалентного слоя
- •♯ Виды нарушения откосов
- •♯ Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения
- •♯ Давление грунта на ограждающую поверхность
- •44 Алгоритм расчета осадки основания фундамента
- •45. Понятие о расчете осадок во времени
44 Алгоритм расчета осадки основания фундамента
Задача расчета осадки основания сводиться к вычислению интеграла.
СНиП предусматривает вычисление интеграла численным методом путем разбиения грунтовой толщи основания на отдельные элементарные слои толциной hi и при этом вводятся следующие допущения:
Каждый элементарный слой имеет постоянные Е0 и μ0
Напряжение в элементарном слое постоянно по глубине и равно полусумме верхнего и нижнего напряжений
Имеется граница сжмаемой толщи на глубине, где σzp=0.2σzq (где σzq напряжение от собственного веса грунта)
Алгоритм расчета осадки основания фундамента
Основание разбивается на элементарные слои толщиной; где hi<0.4b, b- ширина подошвы фундамента.
Строиться эпюра нарпяжений от собственного веса грунта σzq
Строиться эпюра напряжений от внешней нагрузки σzp
Устанавливается граница сжимаемой толщи.
Определяетсяя напряжение в каждом элементарном слое: σzpi=(σzpверх +σzpниж)/2
6. Рассчитывается осадка каждого элементарного слоя: Si=βσzpihi/Ei
7. Вычисляется конечная осадка основания фундамента, как сумма осадок всех элементарных слоев, входящих в границу сжимаемой толщи.
45. Понятие о расчете осадок во времени
При наблюдении за осадками оснований фундаментов был получен график развития осадок во времени.
Вводиться понятие степени консолидации: U=St/SKOH
Конечная осадка рассчитывается методом СНиП.
Степень консолидации определяется решением дифференциального уравнения одномерной фильтрации:
U=1-16(1-2/π)e-N/π2+(1+2/(3π))e-9N/9+…
Физический смысл степени консолидации выражает величина показателя N:
N=π2kФt/(4m0h2γω)
Где, kФ ~ коэффициент фильтрации, [см/год]
m0 – коэффициент относительной сжимаемости слоя; [см2/кг]
h - толщина сжимаемого слоя; [см]
t - время; [год]
γω - удельный вес воды
Пример
Определить осадку основания фундамента через 1, 2 года и 5 лет. Давление под подошвой фундамента р = 2 кгс/см2; грунт - суглинок; толщина сжимаемого слоя 5м; коэффициент фильтрации kФ = 10 -8 см/сек; Коэффициент относительной сжимаемости суглинка m0=0,01 см2/кг.
1. Определяем величину коэффициента консолидации: ^Перевод из секунд в год
СV=kФ/(m0γω)=(10-8*3*107){см/год}/(0.01{см2/кг}*0,001)=3*104см2/год
2. Определяем величину N:
N= π2 СVt/(4h2)=0.3t
3. Определяем величину степени консолидации:
U1=1-16(1-2/π)e-0.3t/π2
U1=0.39
U2=0.55
U3=0.82
4. Вычисляем величину конечной осадки:
S=hm0p=500*0.01*2=10 см
5. Вычисляем осадки во времени, как: St=SkUi