Механика грунтов

Условное расчетное сопротивление грунта используется для предварительного определения размеров подошвы фундамента и допускается его использование для окончательного выбора размеров фундаментов зданий и сооружений III класса.

Ранее определены: тип грунта _________________;

Коэффициент пористости е _________.

Консистенция IL= __________________________.

По табл. 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 : Ro =____________кПа.

Значения Ro для пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов

 

Таблица 8. Определение Ro

Наименование грунта	Коэф-т пористости е	Ro (кПа) при показателе консистенции
		IL=0	IL=1
супеси	0,5 0,7	300 200	300 200
суглинки	0,5 0,7 1	300 250 200	250 180 100
глины	0,5 0,6 0,8 1,1	600 500 300 250	400 300 200 100

 

 Значения Ro (кНа) для песчаных грунтов средней плотности сложения (табл.2, прил.З СНиП 2.02.01-83):

Пески крупные - 500(600); пески средней крупности - 400(500); Пески мелкие маловлажные - 300(400), влажные и насыщенные водой - 200(300); Пески пылеватые маловлажные - 250(300), влажные - 130(200), насыщенные водой - 100(150).

Примечание: в скобках указано Ro для плотных песчаных грунтов.

Значение Ro соответствует расчетному сопротивлению грунта под подошвой фундамента, имеющего ширину 1 м и глубину заложения 2 м.

Уточнение расчетного сопротивления грунта производится по формуле 7 СНиП 2.02.01-83.

Работу выполнил___________________

Работу принял_______________________       

Дата «____»  ____________ 201_ г. 

 

 

Лабораторная работа № 2

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ГРУНТА СПОСОБОМ КОМПРЕССИИ В ОДОМЕТРЕ

Одним  из основных видов общей деформируемости грунтов является их сжимаемость в невозможности бокового расширения. При этом деформации уплотнения происходят вследствие уменьшении пористости грунта за счет более компактного размещения частиц при приложении сжимающих усилий. Уменьшение пористости груша происходят за счет возникновения  взаимных сдвигов частиц, а также уменьшении толщины водно-коллоидных пленок и сопровождается отжатием воды из пор грунта.

Процесс сжимаемости грунта завершается  не сразу после приложения нагрузки, а длится иногда значительное время, называемое временем стабилизации деформации. Стабилизация деформации происходит тем медленнее, чем меньше размеры пор грунта. Изучение сжимаемости позволяет установить закономерности и количественные показатели, необходимые для прогноза осадок зданий и сооружении.

В механике грунтов сжимаемость грунта характеризуется компрессионной кривой - графиком зависимости коэффициента напряжений. Испытания грунтов проводится в приборах одноосногоо сжатия (одометры) и приборах трехосного сжатия (стабилометры).

Способом компрессии в одометре определяется коэффициент сжимаемости грунта,  вычисляются коэффициенты относительной сжимаемости mv и модуль общей деформации грунта Ео,  который учитывает упругую и остаточную части осадки.

Компрессией называют сжатие образца грунта вертикально приложенным давлением условиях исключающих возможность боковых деформаций.

 

Рис.1. Схема одометра.

1 - фильтрующее  кольцо, 2 - образец исследуемого  грунта в кольце, 3 - основание  прибора, 4 - шаровая опора, 5 - отверстие  для выхода воды, 6 - поршень, 7 - боковые  стенки одометра, 8 - фильтрующее днище. 9 - отверстие для выхода воды.

 

Для испытаний в кольцо одометра помещают образец грунта в виде цилиндра небольшой высоты (для уменьшения влияния сил трения грунта о стенки кольца). Сжатие происходит при свободном удалении выжимаемой из пор грунта воды через поддон и поршень прибора. Режим компрессионных испытаний (величина и количество ступеней давления, прикладываемого к грунту в процессе опыта) определяется данными проекта. Как правило, первая ступень равна давлению в условиях естественного залегания грунта, вторая ступень -100 кПа, третья - 200 кПа, четвертая - 300 кПа.

После приложения каждой ступени давления образец выдерживают до стабилизации осадки, записывая отсчеты деформаций через заданные промежутки времени. По окончании опыта строятся зависимости осадки штампа S от времени t и график зависимости коэффициента пористости е от давления р (компрессионную кривую).

 

Исходные данные до испытаний :

d=	см
F=	см2
Нo=	см
e=

Внутренний диаметр кольца с грунтом

• Площадь поперечного сечения
• Высота образца грунта (кольца)
• Начальный коэффициент пористости
• Отношение плеч рычага 1:10

 

Таблица 9. Результаты испытаний грунта

вес гирь ц	давление p, кПа	время t, мин	отчеты по индикаторам, мм			осадка S, мм
			левый	правый	средний
0	0	0				0
30	50	1 2 3 5 10 15
60	100	1 2 3 5 10 15 30

 

 

Продолжение табл. 9

вес гирь ц	давление p, кПа	время t, мин	отчеты по индикаторам, мм			осадка S, мм
			левый	правый	средний
120	200	1 2 3 5 10 15 30
180	300	1 2 3 5 10 15 30

 

где t – время отсчета, считая от момента приложения очередной ступени нагрузки; S - осадка штампа (разность между текущим средним показанием по индикаторам и начальным его значением).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время t, мин 

0			10		20
0
1
2

Осадка грунта S, мм

 

Рис. 2. График зависимости осадки штампа S от времени t при компрессионном испытании.

Таблица 10. Расчет коэффициента пористости грунта в испытаниях

вертикал. напряжение на грунт р, кПа	Условно стабилизированная осадкаSi,мм	Относительная деформация сжатия ε= Si / Но	Изменение коэффициента пористости Δеi = еi(1+ео)	Коэф-т пористости при данном напряжении еi = еo- Δеi ;
0	0	0	0
50
100
200
300

 

Коэффициент пористости e

0	50                  100				150                  200				250             300

Вертикальное напряжение р, кПа

 

Рис 3. Компрессионная кривая.

 

 

 

Коэффициент сжимаемости грунта mo (в пределах диапазона напряжений 100-200 кПа):

mo= (е100-е200)/ (200-100) = (   - )/ 100 = кПа-1,

где е100 и е200 - коэффициенты пористости грунта при напряжениях 100 и 200 кПа, соответственно.

 

Коэффициент относительной сжимаемости грунта  mu:

mu = mo / (1+ е100) = / (1 +     ) =             кПа-1.

 

Компрессионный модуль деформации грунта Ек :

Ек=   β/ mu = / = _кПа,

где β - коэффициент, зависящий от коэффициента относительной поперечной деформации грунта и принимаемый равным 0.40 - для глин, 0.62 - для суглинков, 0.74 - для супесей и 0.80 - для песков.

Тогда:

Для наследуемого образца грунта коэффициент β =____________.

 

Степень сжимаемости грунта (модуль осадки) при напряжении 300 кПа (по Н. М Маслову):

L= 1000 (Но - Нзоо) /Нo) = (    - ) / = мм/м

 

Таблица 11. Классификация грунтов по степени сжимаемости

Степень сжимаемости грунта	Модуль осадки L, мм/м
Практически несжимаемый грунт	< 1
Грунт слабой сжимаемости	1-5
Грунт средней сжимаемости	5-20
Грунт повышенной сжимаемости	20-60
Грунт сильносжимаемый	>60

 

Исследуемый грунт по степени сжимаемости -__________________ .

Модуль общей деформации грунта (штамповый) Е0 :

Ео = mк Ек =__________=______кПа,

где mк -  поправочный коэффициент, введение которого вызвано расхождением модулей деформации, полученных по компрессионным и штамповым испытаниям.

 

 

Таблица 12. Значения поправочного коэффициента mк                                                          

Вид грунта	Значение коэффициента пористости е
	<0.5	0.5- 0.6	0.6- 0.7	0.7- 0.8	0.8- 0.9	0.9- 1.0	1.0- 1.1	1.1- 1.2
	Значение коэффициента mк
Супесь	4,2	4,2	3,7	3.0	2.2	-	-	-
Суглинок	5,0	4,8	4,5	3.9	3.2	2.6	2,1	-
Глина	-	-	6,0	6,0	5,8	5.4	4,8	4,1
Песок	2,0	2.0	2,0	2,0	2,0	2,0	2.0	2,0