
- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Тюменская государственная архитектурно-строительная академия
- •Кафедра механики грунтов, оснований и фундаментов
- •Методические указания к практическим работам
- •Содержание
- •Введение
- •1. Расчет глубин сезонного промерзания и оттаивания грунтов
- •2. Расчет осадки уплотнения оттаявшего грунта под действием собственного веса
- •3. Расчет вентилируемого подполья
- •4. Расчет чаши оттаивания под тепловыделяющим зданием
- •А) на слитой мерзлоте; б) на неслитой мерзлоте
- •Здания, расположенного на участке с вечномерзлыми грунтами несливающегося типа , а также для определения глубины предварительного оттаивания.
- •5. Расчет ореола оттаивания вокруг подземных тепловыделяющих каналов
- •6. Расчет вечномерзлых оснований по несущей способности
- •При центральной нагрузке а) столбчатого ; б) свайного
- •Подошвой столбчатого фундамента
- •7. Расчет оттаивающих оснований по деформациям
- •8. Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения
- •9.Контрольная работа №1 Расчет необходимой (оптимальной) высоты насыпи.
- •Сезонного промерзания в основании насыпи; 5-верхняя граница вечномерзлых грунтов; 6-вечномерзлый грунт
- •10.Контрольная работа № 2 Расчет трубчатой охлаждающей системы.
- •Литература
1. Расчет глубин сезонного промерзания и оттаивания грунтов
Нормативная глубина сезонного оттаивания грунта dth,n, м, определяется по данным натурных наблюдений по формуле 1.1.
,
(1.1)
где
;
(1.2)
;
(1.3)
где Tbf - температура начала замерзания грунта, °С, определяемая по таблице 1.1.
Таблица 1.1. Температура начала замерзания грунта Tbf
Грунты |
Температура начала замерзания грунта Tbf, °С, при концентрации порового раствора cps, доли единицы | |||||
0 |
0,005 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 | |
Песчаные |
0 |
-0,6 |
-0,8 |
-1,6 |
-2,2 |
-2,8 |
Пылевато-глинистые: |
| |||||
супеси |
-0,1 |
-0,6 |
-0,9 |
-1,7 |
-2,3 |
-2,9 |
суглинки и глины |
-0,2 |
-0,6 |
-1,1 |
-1,8 |
-2,5 |
-3,2 |
Tth,c- расчетная температура поверхности грунта в летний период, °С, определяемая по формуле 1.4.
Tth,c = 1,4Tth,m + 2,4 °C; (1.4)
где Tth,m - средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, °C, принимаемая по СНиП 2.01.01-82;
tth,c - расчетная продолжительность летнего периода, ч, определяемая по формуле 1.5.
tth,c = 1,15tth,m + 360 ч, (1.5)
где tth,m - средняя по многолетним данным продолжительность периода положительных температур, ч, принимаемая по СНиП 2.01.01-82;
t1 - время, принимаемое равным 3600 ч,
t2 - время, принимаемое равным 7500 ч,
To- расчетная среднегодовая температура вечномерзлого грунта, °С;
lth и lf - теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунта, ккал/(м×ч×°С);
Cth и Cf - объемная теплоемкость соответственно талого и мерзлого грунта, ккал/(м3×°С);
km
- коэффициент, принимаемый для песчаных
грунтов равным 1,0, а для пылевато-глинистых
- по таблице
1.2 в
зависимости от значения теплоемкости
Cf
и средней температуры грунта
,
°С,
определяемой по формуле 1.6.
,
(1.6)
Ln
- теплота
таяния грунта, ккал/м3,
определяемая при температуре грунта,
равной 0,5,
°С,
принимается равной количеству теплоты,
необходимой для таяния льда в единице
объема грунта и определяется по формуле
1.7.
Ln = z0(wtot - ww)rd, (1.7)
где zo = 80 ккал/кг - удельная теплота фазовых превращений вода-лед в расчете на единицу массы;
rd - плотность сухого грунта (скелета грунта), кг/м3.
wtot и ww - суммарная влажность грунта wtot, устанавливаемая на период эксплуатации сооружения, и влажность грунта в период наблюдений;
Концентрация порового раствора сps, доли единицы, определяется по формуле 1.8.
, (1.8)
где Ds - степень засоленности грунта, доли единицы, устанавливаемая по ГОСТ 25100-95;
Таблица 1.2. Определение коэффициента km
Температура
|
Значения коэффициента km при объемной теплоемкости Cf, ккал/(м3×°С) | |||
300 |
400 |
500 |
600 | |
-1 |
6,8 |
5,9 |
5,3 |
5,0 |
-2 |
5,2 |
4,5 |
4,0 |
3,7 |
-4 |
3,7 |
3,2 |
2,8 |
2,5 |
-6 |
3,0 |
2,6 |
2,3 |
2,1 |
-8 |
2,5 |
2,2 |
1,9 |
1,6 |
-10 |
1,8 |
1,6 |
1,4 |
1,2 |
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта df,n, м, определяется по формуле 1.9.
,
(1.9)
где
q2 = Ln - 0,5Cf(Tf,m - Tbf), (1.10)
где Ln - теплота замерзания грунта, ккал/м3.
Tbf - температура начала замерзания грунта, °С определяемая по таблице 1.1. ;
Tf,m и tf,m - соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период отрицательных температур, °С и продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СНиП 2.01.01-82.
Расчетная глубина сезонного оттаивания dth и расчетная глубина сезонного промерзания грунта df определяются по формулам 1.11 и 1.12.
(1.11)
df = khdf,n , (1.12)
где dth и df,n - нормативные глубины соответственно сезонного оттаивания и сезонного промерзания грунта;
k’h и kh - коэффициенты теплового влияния сооружения, принимаемые по таблице 1.3.
Таблица 1.3. Определение коэффициентов k’h и kh
Сооружения |
k’h |
kh |
Здания и сооружения без холодного подполья |
- |
В соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 |
Здания и сооружения с холодным подпольем: |
|
|
|
1,2 |
- |
|
1,0 |
- |
|
0,8 |
- |
Мосты: промежуточные массивные опоры с фундаментами мелкого заложения или фундаментами из свай и свай-столбов с плитой (ростверком), заглубленной в грунт при ширине опор по фасаду: |
|
|
|
1,3 |
1,2 |
|
1,5 |
1,3 |
промежуточные столбчатые и свайные опоры, рамностоечные опоры с фундаментами мелкого заложения |
1,2 |
1,1 |
обсыпные устои |
1,0 |
1,0 |
Примечания: 1. Данные таблицы не распространяются на случаи применения теплоизоляции и других специальных теплозащитных мероприятий (вентилируемые и теплоизолирующие подсыпки, охлаждающие устройства и т. д.).
2. Для устоев
мостов, обсыпанных песчаным грунтом,
значения
|