
- •Н.И.Барац
- •Механика грунтов
- •Учебное пособие
- •Омск • 2008
- •Введение
- •Раздел 1. Физическая природа и физические свойства грунтов
- •1.1. Происхождение и состав различных видов грунтов
- •1.2. Виды воды в грунтах
- •1.3. Структура и текстура грунтов
- •1.4. Показатели состава и физического состояния грунтов
- •1.4.1. Гранулометрический состав грунта
- •Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов
- •Классификация глинистых грунтов
- •1.4.2. Физические свойства грунтов
- •Классификация песчаных грунтов по плотности сложения
- •1.4.3. Пределы и число пластичности
- •Классификация глинистых грунтов
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 2. Механические свойства грунтов
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Деформируемость грунтов
- •2.2.1. Виды деформаций в грунтах
- •2.2.2. Фазы напряженного состояния грунта
- •2.3. Сжимаемость грунтов
- •2.3.1. Коэффициенты бокового расширения и бокового давления грунта
- •2.3.2. Компрессионное сжатие
- •2.3.3. Компрессионные свойства лессовых грунтов
- •2.3.4. Определение модуля деформации грунта
- •2.4. Водопроницаемость грунтов
- •2.5. Гидродинамическое давление воды
- •2.6. Прочность грунтов
- •2.6.1. Факторы, влияющие на сопротивление грунтов сдвигу
- •2.6.2. Нормативные и расчетные деформационные и прочностные характеристики грунтов
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 3. Распределение напряжений в грунтовом массиве
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Определение напряжений в массиве грунта от сосредоточенной силы
- •Значения коэффициента k
- •Значения коэффициентов и
- •3.3. Распределение напряжений в основании в случае плоской задачи. Задача Фламана
- •3.4. Напряжения в основаниях дорожных насыпей
- •3.5. Распределение напряжений от собственного веса грунта
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 4. Определение конечных осадок сооружений
- •4.1. Основные исходные положения
- •4.2. Расчёты осадок сооружений
- •4.2.1. Метод общих упругих деформаций
- •4.2.2. Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •4.2.3. Расчет осадки оснований фундаментов методом
- •4.2.4. Осадка грунтового основания во времени
- •Значения n для определения осадки St при различных вариантах эпюр уплотняющих напряжений
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 5. Теория предельного напряженного состояния грунта
- •5.1. Плоская задача теории предельного равновесия
- •5.2. Критические нагрузки на грунты основания
- •5.3. Предельная нагрузка на грунтовое основание
- •Значения коэффициентов несущей способности для случая действия наклонной полосообразной нагрузки
- •Значения коэффициентов несущей способности с учетом собственного веса грунта и уплотненного ядра для полосообразной нагрузки
- •5.4. Устойчивость грунтовых откосов
- •5.4.2. Расчет устойчивости откосов методом круглоцилиндрических
- •5.5. Давление грунтов на подпорные стенки
- •5.5.1. Аналитический метод определения давления грунта
- •5.5.2. Давление грунтов на подземные трубопроводы
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 6. Специальные вопросы механики грунтов
- •6.1. Мерзлые грунты
- •6.2. Слабые глинистые водонасыщенные и заторфованные грунты
- •6.3. Геосинтетические материалы для армирования грунтов
- •Контрольные вопросы
- •Основные условные обозначения
- •Библиографический список Основной
- •Дополнительный
- •Оглавление
- •Раздел 1. Физическая природа и физические
- •Раздел 2. Механические свойства грунтов……...………………...….20
- •Раздел 3. Распределение напряжений
- •Раздел 4. Определение конечных осадок
- •Раздел 5. Теория предельного
- •Раздел 6. Специальные вопросы
- •644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
- •644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
- •Значения αн для определения сжимающих напряжений в основании насыпи по ее оси
Значения n для определения осадки St при различных вариантах эпюр уплотняющих напряжений
|
Величины N для вариантов |
|
Величины N для вариантов | ||||
0 |
1 |
2 |
0 |
1 |
2 | ||
0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 |
0,005 0,02 0,04 0,08 0,12 0,17 0,24 0,31 0,39 0,49 |
0,06 0,12 0,18 0,25 0,31 0,39 0,47 0,55 0,63 0,73 |
0,002 0,005 0,01 0,02 0,04 0,06 0,09 0,13 0,18 0,24 |
0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 |
0,59 0,71 0,84 1,00 1,18 1,40 1,69 2,09 2,80 ∞ |
0,84 0,95 1,10 1,24 1,42 1,64 1,93 2,35 3,17 ∞ |
0,32 0,42 0,54 0,69 0,88 1,08 1,36 1,77 2,54 ∞ |
В итоге осадку во времени при соответствующей степени консолидации определяют
,
(4.23)
где S – конечная осадка, определяется по формуле (4.10).
В табл. 4.1 даны величины N для различных вариантов эпюр уплотняющих напряжений (рис. 4.8). По значениям S и t строят график осадки грунта во времени (рис. 4.9).
Если обозначить через h и t соответственно высоту образца грунта и время его полного уплотнения при компрессионных испытаниях, а через H – мощность того же слоя грунта под нагрузкой от сооружения и время полной осадки сооружения T , то из (4.20) следует уравнение
,
из которого можно определить время полной осадки сооружения T.
Ускорение осадки сжимаемого слоя ( в процессе строительства и эксплуатации). При строительстве дорог на торфяных и глинистых основаниях, когда консолидация слабого слоя продолжается несколько лет, применяют несколько способов ускорения консолидации водонасыщенного основания.
1.
Возведение вначале более узкой, но
высокой насыпи. Затухание осадки под
увеличенной нагрузкой происходит в
более короткий период времени.
2. Уменьшение толщины сжимаемого слоя (частичное выторфовывание), т.к. при уменьшении сжимаемого слоя в 2 раза время сжатия сокращается в 4 раза.
3. Сокращение пути фильтрации от выжимаемой воды с помощью устройства вертикальных дрен. В торфе под будущей насыпью пробуривают скважины, которые заполняют песком по специальной технологии. Вода под давлением насыпи отжимается по кратчайшему пути к вертикальным дренам и по ним выжимается вверх. Сокращение пути фильтрации существенно уменьшает время уплотнения (рис. 4.10).
Контрольные вопросы
1.Из чего складывается осадка основания сооружения?
2.Какие группы предельного состояния грунта принимают в расчетах оснований фундаментов?
3.В чем заключается расчет осадки строгими методами?
4.Как зависит осадка от размеров площади фундамента?
5.Какие практические методы расчета осадки вы знаете?
6.Как определить нижнюю границу сжимаемой толщи?
7.Назовите основные предпосылки теории фильтрационной консолидации грунта.
8.Нарисуйте графики распределения порового давления в слое водонасыщенного грунта в разные моменты времени (t = 0; t ≠ 0; t = ∞).
9.Когда заканчивается осадка водонасыщенного глинистого грунта от внешней нагрузки?
10.Как ускорить осадку слабых водонасыщенных грунтов?