
- •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
Классификация песчаных грунтов по плотности сложения
Разновидность песков |
Коэффициент пористости e | ||
Пески гравелистые, крупные и средней крупности |
Пески мелкие |
Пески пылеватые | |
Плотный Средней плотности Рыхлый |
< 0,55
0,55 >0,7 |
<0,6
0,6 >0,75 |
<0,6
0,6 >0,8 |
Коэффициент
водонасыщения
характеризует степень заполнения пор
водой
и определяется по формуле
,
(1.8)
где W
– природная влажность грунта, доли
единиц; e
– коэффициент пористости;
– плотность частиц грунта, г/см
;
– плотность воды, принимаемая равной
1 г/см
.
По коэффициенту водонасыщения крупнообломочные грунты и пески подразделяются на следующие разновидности:
малой степени
водонасыщения
< 0,5;
средней степени
водонасыщения
от 0,5 до 0,8;
насыщенные водой
> 0,8 до 1,0.
Часто при оценке плотности сложения песчаных грунтов используется показатель, называемый относительной плотностью, который определяется по формуле
,
(1.9)
где e–
коэффициент пористости песчаного грунта
в предельно рыхлом состоянии; e
–
коэффициент пористости грунта в предельно
плотном состоянии; e
– коэффициент пористости песчаного
грунта естественного сложения.
По величине
песчаные грунты подразделяются на
слабоуплотнённые (рыхлые) при
от 0 до 0,33; среднеуплотненные (средней
плотности) при
от 0,33 до 0,66; сильноуплотнённые при
от 0,66 до 1,0.
1.4.3. Пределы и число пластичности
Физико-механические свойства глинистых грунтов целиком зависят от их влажности. При малой влажности глинистые грунты находятся в твёрдом состоянии. С увеличением влажности эти грунты переходят в пластичное состояние, когда изменение формы не вызывает нарушения сплошности грунта. При дальнейшем увеличении влажности грунт переходит в текучее состояние, приобретая свойства вязкой жидкости (рис. 1.6).
Влажность, при
которой грунт переходит из пластичного
состояния в текучее, называется верхним
пределом пластичности, или границей
текучести
.
Влажность,
при которой грунт переходит из пластичного
состояния в твердое, называется нижним
пределом пластичности, или границей
раскатывания
.
Диапазон влажности, в котором грунт будет находиться в пластичном состоянии, характеризуется числом пластичности JP и равен разности между верхним и нижним пределами пластичности:
.
(1.10)
При влажности,
соответствующей
,
грунт переходит в текучее состояние, а
при влажности, соответствующей
,
теряет свою пластичность.
Влажность на
границе текучести
определяют с помощью балансирного
конуса массой 76 г с углом заострения
30º
и меткой на уровне 10 мм от острия. Если
этот конус погружается в грунтовую
массу до метки за 5 с, то грунт имеет
влажность, соответствующую
.
Влажность на пределе раскатывания
определяется по влажности раскатываемого
жгутика глинистого грунта диаметром 3
мм, который начинает крошиться во время
раскатывания.
Число пластичности характеризует содержание глинистых частиц и их свойства (гидрофильность, степень дисперсности). Чем выше содержание глинистых частиц, тем большее количество воды может быть удержано грунтом с сохранением им пластичного состояния. Таким образом, число пластичности позволяет по его значению установить разновидность глинистого грунта.
Классификация глинистых грунтов по числу пластичности и содержанию глинистых частиц приведена в табл. 1.4.
Таблица 1.4