
- •Механика грунтов, основания и фундаменты Конспект лекций Северодвинск
- •Isbn 5-7723-0078-4 Севмашвтуз, 2010 Содержание
- •1. Физические свойства грунтов 7
- •2. Механические свойства грунтов 23
- •3. Определение напряжений в массиве грунта 39
- •4. Теория предельного напряженного состояния грунтов 51
- •5. Расчет осадок фундаментов 56
- •6. Изменение осадок во времени 68
- •7. Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям 81
- •8. Фундаменты на естественных основаниях 96
- •9. Свайные фундаменты 114
- •Введение
- •Физические свойства грунтов
- •Состав грунтов и свойства их составных частей
- •Классификация по происхождению
- •Классификация по зерновому составу
- •Виды воды в грунте и их свойства
- •Влияние газа, содержащегося в порах грунта, на его свойства
- •Структура и текстура грунтов
- •Характеристики физического состояния грунтов
- •Определяемые характеристики грунта
- •Вычисляемые характеристики грунта
- •Состояния пылевато-глинистых грунтов
- •Состояния сыпучих грунтов по плотности сложения
- •Классификация грунтов по гост 25100-95
- •Механические свойства грунтов
- •Основные закономерности механики грунтов
- •Закон уплотнения
- •Компрессионная зависимость
- •Коэффициент относительной сжимаемости
- •Закон уплотнения и линейная деформируемость грунтов.
- •Структурная прочность грунтов.
- •Напряженное состояние грунта при компрессионных испытаниях.
- •Определение модуля деформации грунта
- •Водопроницаемость грунтов
- •Закон ламинарной фильтрации
- •О начальном градиенте в глинистых грунтах
- •Давление в водонасыщенных грунтах
- •Сопротивление грунтов сдвигу
- •Сопротивление сдвигу сыпучих грунтов
- •Сопротивление сдвигу связных грунтов
- •Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии
- •Определение напряжений в массиве грунта
- •Применимость решений теории упругости к грунтам
- •Фазы напряженного состояния грунта
- •Основные допущения
- •Определение напряжений в массиве грунта от действия внешних нагрузок
- •Действие сосредоточенной силы на упругое полупространство (задача Буссинеска)
- •Действие нескольких сил
- •Действие равномерно распределенного давления
- •Действие равномерно распределенной полосовой нагрузки (плоская задача)
- •Напряжения от действия собственного веса грунта
- •Распределение напряжений по подошве жестких фундаментов (контактная задача)
- •Определение перемещений
- •Теория предельного напряженного состояния грунтов
- •Общие положения
- •Устойчивость грунтов в основании сооружений
- •Развитие предельного напряженного состояния в основании жестких штампов
- •Критические нагрузки на грунт основания при полосообразной нагрузке
- •Расчет осадок фундаментов
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •А) расчетная схема нагруженного слоя; б) компрессионная кривая
- •Метод послойного суммирования
- •Метод эквивалентного слоя
- •Вывод основной зависимости
- •Определение осадки при слоистом основании
- •Метод линейно деформируемого слоя
- •Определение осадки
- •Определение толщины линейно деформируемого слоя
- •Изменение осадок во времени
- •Теория фильтрационной консолидации
- •Осадка слоя грунта при сплошной нагрузке
- •Степень консолидации осадки и эпюры уплотняющих давлений
- •Однородный грунт при двусторонней фильтрации
- •Реологические процессы в грунтах
- •Длительная прочность и релаксация напряжений
- •Деформации ползучести грунтов и методы их описания
- •Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок сооружений
- •Проектирование оснований и фундаментов по предельным состояниям
- •Метод расчета конструкций по предельным состояниям
- •Сущность метода
- •Две группы предельных состояний
- •Классификация нагрузок
- •Нормативные и расчетные характеристики материалов
- •Степень ответственности зданий и сооружений
- •Коэффициент условий работы конструкции
- •Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций
- •Формы деформаций и смещений сооружений
- •Предельные состояния оснований и фундаментов
- •Причины возникновения неравномерных осадок
- •Выбор типа и глубины заложения фундаментов
- •Инженерно-геологические условия площадки строительства
- •Климатические факторы
- •Особенности сооружений
- •Фундаменты на естественных основаниях
- •Определение расчетного сопротивления грунта
- •Центрально нагруженный фундамент
- •Внецентренно нагруженный фундамент
- •Проверка давления на подстилающий слой слабого грунта
- •Конструкции фундаментов
- •Типы фундаментов
- •Каменные и бетонные фундаменты
- •Железобетонные монолитные фундаменты
- •Сборные ленточные фундаменты
- •Защита помещений от подземных вод и сырости
- •Расчет фундаментов на продавливание
- •Свайные фундаменты
- •Типы свай и виды свайных фундаментов
- •Сваи, погружаемые в грунт в готовом виде
- •Сваи, изготавливаемые в грунте
- •Определение несущей способности свай
- •Расчет на прочность свай по материалу
- •Расчет на прочность свай по грунту
- •Проектирование свайных фундаментов.
- •Работа свай в кусте.
- •Центрально нагруженные фундаменты
- •Внецентренно нагруженные фундаменты.
- •Свайные фундаменты, воспринимающие горизонтальную нагрузку
- •Определение осадки свайных фундаментов
- •Возникновение отрицательного трения
- •Литература
Состояния сыпучих грунтов по плотности сложения
Состояние
сыпучих грунтов определяется показателем
плотности сложения
:
, (1.0)
где:
-
природная пористость песка;
- пористость песка при свободном
насыпании его в мерный сосуд;
- пористость песка при максимальном
его уплотнении постукиванием или
вибрированием в мерной колбе.
В зависимости от значения показателя плотности различают три состояния сыпучих грунтов.
Таблица 1.7. Состояние сыпучих грунтов
-
Состояние
Показатель плотности сложения
рыхлое
средней плотности
плотное
Классификация грунтов по гост 25100-95
Классификация грунтов включает следующие таксономические1 единицы, выделяемые по группам признаков [4]:
класс – по общему характеру структурных связей;
группа - по характеру структурных связей (с учетом их прочности);
подгруппа – по происхождению и условиям образования;
тип – по вещественному составу2;
вид – по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);
разновидность - по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.
Все грунты делятся на четыре класса:
Класс природных скальных грунтов – грунты с жесткими структурными связями. Делятся на две группы: скальные -
и полускальные -
.
Класс природных дисперсных грунтов – грунты с водно-коллоидными и кристаллизационными структурными связями.
класс природных мерзлых грунтов – грунты с криогенными3 структурными связями.
класс техногенных4 грунтов.
Каждый класс делится на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности. Состав класса дисперсных грунтов представлен в табл. на стр. 20, а разновидности песчаных и глинистых грунтов – в табл. 1 .9. и 1 .10.
Таблица 1.8. Классификация грунтов по ГОСТ 25100-95.
Таблица 1.9. Разновидности песчаных грунтов
Признак |
Разновидности грунтов |
1. По гранулометрическому составу. |
Гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый. |
2.
По степени неоднородности
гранулометрического состава
|
Однородный грунт, неоднородный грунт. |
3.
По коэффициенту водонасыщения
|
Малой степени водонасыщения, средней степени водонасыщения, насыщенные водой. |
4.
По коэффициенту пористости
|
Плотный, средней плотности, рыхлый. |
5.
По степени плотности
|
Слабоуплотненный, среднеуплотненный, сильноуплотненный. |
6.
По относительному содержанию
органического вещества
|
С примесью органических веществ. |
7.
По степени засоленности
|
Незасоленный, слабозасоленный, среднезасоленный, сильнозасоленный, избыточнозасоленный. |
8.
По относительной деформации пучения
|
Практически непучинистый, слабо пучинистый, среднепучинистый, сильнопучинистый. |
9.
По температуре
|
Немерзлый
( |
Полное наименование песчаного грунта включает в себя перечисленные в табл. 1 .9. характеристики. Например:
песок мелкий, неоднородный, влажный.
Таблица 1.10. Разновидности глинистых грунтов
Признак |
Разновидности грунтов |
1.
По числу пластичности
|
Супесь, суглинок, глина. |
2. По гранулометрическому составу и числу пластичности . |
Супесь: песчанистая, пылеватая. Суглинок: легкий песчанистый, легкий пылеватый, тяжелый песчанистый, тяжелый пылеватый. Глина: легкая песчанистая, легкая пылеватая, тяжелая. |
3. По наличию включений. |
Супесь, суглинок, глина с галькой (щебнем) – содержат частиц крупнее 2 мм 15…25% по массе. Супесь, суглинок, глина галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные) – содержат частиц крупнее 2 мм 25…50% по массе. |
4.
По показателю текучести
|
Супесь: твердая, пластичная, текучая. Суглинки и глины: твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные, текучие. |
5.
По относительной деформации набухания
без нагрузки
|
Ненабухающий
-
Слабонабухающий
-
Средненабухающий
-
Сильнонабухающий
-
|
6.
По относительной просадочности
|
Непросадочный
-
Просадочный
-
|
7. По относительному содержанию органического вещества . |
Сильнозаторфованный, среднезаторфованный, слабозаторфованный, с примесью органических веществ. |
8. По степени засоленности |
Незасоленный, слабозасоленный, среднезасоленный, сильнозасоленный, избыточнозасоленный. |
9. По относительной деформации пучения . |
Практически непучинистый, слабо пучинистый, среднепучинистый, сильнопучинистый. |
10. По температуре . |
Немерзлый ( ), охлажденный ( ). |
Полное наименование пылевато-глинистого грунта включает в себя перечисленные в табл. 1 .10 характеристики. Например:
суглинок тугопластичный.