6.2. Задание к практическим занятиям по расчету параметров уплотнения грунтов по результатам компрессионных испытаний.

1. По результатам компрессионных испытаний грунтов выполнить вычисление показателей сжимаемости при величине давлений:

Уплотняющее давление Р=1,5кг/см²

Варианты заданий принять по таблице 6.1.

Таблица 6.1.

№ варианта	Показатели коэффициента пористости epпри давлении Рвкг/см2						Показатели средних свойств грунта
	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	г/см3	е0	Sr
1	1,100	0,930	0,820	0,750	0,710	0,690	2,70	1,100	0,98
2	1,200	1,046	0,928	0,832	0,760	0,700	2,71	1,200	0,89
3	1,186	1,000	0,916	0,856	0,804	0,76	2,73	1,186	0,95
4	0,972	0,824	0,748	0,718	0,690	0,671	2,72	0,972	0,97
5	1,120	0,956	0,848	0,762	0,690	0,646	2,74	1,120	0,96
6	1,016	0,900	0,808	0,732	0,672	0,648	2,70	1,016	0,90
7	1,144	0,980	0,880	0,798	0,738	0,700	2,69	1,144	0,99
8	1,000	0,888	0,812	0,758	0,714	0,686	2,72	1,000	0,94
9	1,064	0,944	0,872	0,824	0,782	0,756	2,71	1,064	0,95
10	1,240	1,004	0,846	0,732	0,678	0,656	2,74	1,240	0,97
11	1,114	0,984	0,902	0,844	0,792	0,766	2,69	1,114	0,93
12	1,140	0,924	0,786	0,692	0,658	0,646	2,73	1,140	0,95
13	1,050	0,928	0,842	0,776	0,724	0,691	2,70	1,050	0,96
14	1,070	0,90	0,78	0,71	0,63	0,65	2,71	1,070	0,98
15	1,014	0,904	0,842	0,804	0,772	0,751	2,73	1,014	0,94
16	1,094	0,940	0,850	0,778	0,728	0,695	2,72	1,094	0,95
17	1,194	1,020	0,910	0,818	0,748	0,705	2,69	1,194	0,96
18	1,066	0,940	0,838	0,752	0,682	0,653	2,74	1,066	0,93
19	0,966	0,860	0,878	0,712	0,662	0,643	2,70	0,966	0,97
20	1,022	0,864	0,778	0,738	0,700	0,676	2,71	1,022	0,96
21	1,150	0,970	0,850	0,770	0,720	0,695	2,72	1,150	0,95

2. Определить показатели физического состояния грунта после его уплотнения в условиях одномерного обжатия и осадки его поверхности. Мощность уплотняемого слоя грунта и его положения в слоистом основании принять самостоятельно. Давление уплотнения обеспечивается отсыпкой насыпи из грунта , Толщину отсыпки принять самостоятельно из условия обеспечения уплотняющего давления Р=(4,2…7,2)т/м².

3. Определить долю осадки плитного фундамента здания из-за обжатия слоя грунта с предварительным уплотнением и без него. Положение фундамента принять на глубине 1,5…1,7м от поверхности грунта. Характеристики и положение грунта принять по заданию 1 и 2.

6.3. Примеры решения задач по оценке параметров уплотнения грунта и расчета деформаций в условиях нагружения близких к одномерному обжатию.

Пример 1. Основание поверхности сложено слабым пылевато-глинистым грунтом в водонасыщенном состоянии, мощность слоя 3,5м. По результатам компрессионных испытаний образцов грунта получена зависимость изменения коэффициента пористости от давлений (рис.). Определить коэффициенты сжимаемости грунта при р=1кг/см² и

Рис 6.3. График компрессионных испытаний грунта.

е₀=1,09; е₁=0,92; е₂=0,81; е₃=0,74; е₄=0,70; е₅=0,68; е₆=0,66.

Решение:

Принимается, что грунт не обладает структурной прочностью

е_н1=1,09; е_к1=0,81;

;

е_н2=0,92; е_к2=0,74;

;

е_н3=0,81; е_к3=0,7;

;

По мере уплотнения грунта его сжимаемость значительно снижается. При уплотнении давлением Р₀=0,5кг/см² сжимаемость снижается в 1,5 раза при уплотнении Р₀=1,0кг/см² а₀ снижается в 2,36 раза.

Пример 2. Основание строительного объекта с поверхности представлено слоем слабого пылевато-глинистого грунта в водонасыщенном состоянии, мощность слоя 3,5 м. Данные компрессионных испытаний принять из примера 1. Характеристики физического состояния грунта: е₀=1,09;Грунт предварительно уплотняется путем устройства насыпи из грунтавысотой 3,5м. Определить характеристики уплотняемого грунта и осадку поверхности слоя. Принять грунт слабого слоя во взвешенном состоянии.

Рис 6.4. Расчетная схема одномерного обжатия слоя слабого грунта.

Решение: Определить давление от собственного веса грунта в уплотненном слое на уровне средней зоны по высоте:

Определить уплотняющее давление от веса насыпи

Конечное давление при уплотнении

По графику компрессионных испытаний из примера 1:

е_н=1,07; е_к=0,85; ;;

Осадка поверхности уплотняемого слоя составит:

характеристики физического состояния грунта после уплотнения: е_р=0,85;

; ;

Пример 3. На грунтовом основании представленным с поверхности слоем слабого предварительно уплотненного грунта возводится здание на плитном фундаменте со средней величиной давлений по подошве Р_ср=7,5т/м². Глубина заложения фундамента 1,5м от существующей поверхности. Определить осадку фундамента, характеристики уплотняемого грунта принять по примеру 2. Результаты компрессионных испытаний принять по примеру 1.

Рис 6.5. Расчетная схема к определению давлений Р_ни Р_кв слое грунта под фундаментом зданий в виде сплошной плиты.

Решение: Начальное давление принимается равным конечному давлению при предварительном уплотнении грунта. Р_н=7,9т/м². Конечное давление принимается равным сумме давлений от зданий и среднее от собственного веса слоя грунта:

По графику из примера 1 е_н=0,85; е_к=0,74;

Предварительное уплотнение слабого слоя грунта в основании обеспечило значительное снижение его доли в накоплении осадок здания. Осадка фундамента без уплотнения грунта составляет S=36,8+11,89=48,69см.

Пример 4. Слой слабого пылевато-глинистого грунта залегает на глубине 1,0м от поверхности, мощность слоя h=3,5м Характеристики грунта принять по примерам 1 и 2. Верхний слой грунта представлен песком мелким, водонасыщенным с характеристиками: S_z=1,0

Слабый слой грунта предварительно уплотняется путем устройства насыпи из грунта =1,83т высотой 3,5м. Определить показатели физических свойств грунта после уплотнения и осадку его поверхности в условиях задачи одномерного обжатия.

Рис. 6.6.Расчетная схема к определению давлений Р_н и Р_к в уплотненном слое слабого грунта способом пригруза насыпью на грунт.

Решение: Характеристики слоя уплотняемого грунта: е₀=1,09; S_r=1,0; ;;Характеристики грунта верхнего слоя е=0,66;;S_r=1,0; ;;.

Давление от веса грунта на уровне средней высоты уплотняемого слоя

Давление уплотнения грунта ;.

По графику из примера 1: е_н=1,0; е_к=0,83

Осадка поверхности слоя слабого грунта после уплотнения составит:

Характеристики грунта после уплотнения: е_р=0,83;;;

Предварительное уплотнение обеспечивает компенсацию значительной доли осадки от обжатия слоя слабого грунта.