Головна

Виведіть формулу опади елементарного шару грунту без можливості бокового розширення.

  1.  BB.2.1 Суцільні розкріплення від бокового зміщення
  2.  BB.3.1.1 Стійка довжина між суміжними точками бокового розкріплення
  3.  BB.3.2.1 Стійка довжина між суміжними точками бокового розкріплення
  4.  D. накладання бокового або циркулярного судинного шва
  5.  А) Виведіть рівняння кривої IS аналітично і графічно, використовуючи дані з таблиці 3.1.
  6.  Адаптаційні можливості людини
  7.  аспекти соціовозможності

?X= ?y= 0, ?X= ?y= ?z= V / (1-v), ?z= ?z/ E, ? = 1-?z= ?s /?z, ?z = h; ?s = ?zh? / E

Приймається, що стиснення елементарного шару грунту відбувається в умовах одновимірної задачі (компресійного ущільнення), т. Е. ?х = ?у = 0. Тоді з двох перших рівнянь узагальненого закону Гука отримаємо ,

де v - Коефіцієнт Пуассона грунту елементарного шару.

Підставивши цей вираз в третє рівняння узагальненого закону Гука, отримаємо після перетворень відносну деформацію елементарного шару без можливості його бокового розширення:

,

де Е - Модуль деформації грунту елементарного шару.

коефіцієнт ? враховує неможливість розширення шару грунту в сторони при компресійному ущільненні. Вважаючи, що відносна деформація елементарного шару грунту дорівнює  , де ?s - Величина його стиснення, а значення ?z відповідає величині ?zp, Можна записати

,

або, враховуючи - ,

,

де mv - Відносний коефіцієнт стисливості грунту елементарного шару; h = ?z.

Практичні методи розрахунку кінцевих деформацій підстав фундаментів.

13. Які основні допущення закладені в розрахунку опади методом пошарового підсумовування?

В основу методу пошарового підсумовування покладені наступні припущення:

- Грунт в основі являє собою суцільне, изотропное, лінійно-деформоване тіло;

- Осаду обумовлена ??дією тільки напруги ?zp, інші п'ять компонентів напружень не враховуються;

- Бокове розширення грунту в основі неможливо;

- Напруга ?zp визначається під центром підошви фундаменту;

- При визначенні напруги ?zp відмінністю в стисливості грунтів окремих верств нехтують;

- Фундаменти не володіють жорсткістю;

- Деформації розглядаються тільки в межах стиснутої товщі потужністю Нс;

- Значення коефіцієнта ? приймається рівним 0,8 незалежно від характеру грунту.

14. Дайте поняття глибини стисливої ??товщі грунту в розрахунку опади способом пошарового підсумовування. Як вона визначається?

Глибина стисливої ??товщі відповідає такій глибині, нижче якої деформаціями ґрунтової товщі можна знехтувати. В СНиП 2.02.01 - 83 * «Підстави будівель і споруд» глибина стисливої ??товщі визначається з умови  , Т. Е. Нижня межа стисливої ??товщі основ промислових і цивільних будівель і споруд призначається на тій глибині, де ордината епюри додаткових напружень становить 20% від природного тиску на цій же глибині. Якщо ж в межах цієї глибини залягають слабкі грунти, що характеризуються модулем деформації Е<5 МПа, то потужність стиснутої товщини збільшується і її нижня межа призначається з умови .

15. Від якого горизонту відраховується епюра природного тиску в розрахунку опади способом пошарового підсумовування?

За правилами, наведеними раніше, починаючи від поверхні природного рельєфу, будується епюра природного тиску ?zg (z) по осі фундаменту.

16. Якими приймаються бічні тиску при розрахунку опади способом пошарового підсумовування? Чи можна вважати, що бічне розширення грунту в цьому способі повністю не враховується?

Бічний тиск враховує коеф. ?, що залежить від коеф. бокового розширення грунту ?i = (1 + v) (1-vk?), де v - коеф. Пуассона, k?-за табл. Норми допускають приймати значення безрозмірного коефіцієнта ? дорівнює 0,8, таким чином, можна сказати, що в даному способі бічне розширення грунту не враховується.

17. Напишіть формулу розрахунку опади способом пошарового підсумовування. У ній є коефіцієнт ?. Від чого він залежить?

Загальна осаду фундаменту знаходиться як сума величин стиснення кожного елементарного шару в межах стиснутої товщі за формулами

 або ,

де n - число шарів в межах стиснутої товщі;

hi - товщина i-го шару грунту;

Ei - модуль деформації i-го шару грунту;

mvi - відносний коефіцієнт стисливості i-го шару грунту;

? = 0,8.

Коефіцієнт ?, що залежить від коеф. бокового розширення грунту ?i = (1 + v) (1-vk?), де v - коеф. Пуассона, k?-за табл. Норми допускають приймати значення безрозмірного коефіцієнта ? дорівнює 0,8

18. У яких межах ведеться підсумовування опади при розрахунку методом пошарового підсумовування? Чи завжди приймається при визначенні положення нижньої межі стисливої ??товщі коефіцієнт 0.2?

СНиП рекомендує для звичайних грунтів приймати стисливу товщу hс до глибини, на якій додаткову напругу ?zp (z ') не перевищує 20% природного тиску ?zg (z'):

,

де ?zg (z ') - природний тиск на глибині Hc.

Для сильно стисливих грунтів з модулем деформації  МПа деформації враховують до:

.

19. Чи виходить лінійна залежність осідання від навантаження в методі пошарового підсумовування?

Ні, не виходить в зв'язку з тим, що положення нижньої межі стисливої ??товщі змінюється в залежності від діючого зверху осадового тиску, чим більше осадове тиск, тим нижче за інших рівних умов буде положення нижньої межі стисливої ??товщі. Тому залежність осідання від навантаження не буде лінійною.

20. Від яких факторів залежить положення нижньої межі стисливої ??товщі в методі пошарового підсумовування (чи буде вона розташовуватися нижче або вище)?

Залежить від:

- Питомої ваги грунтів основи;

- Наявності горизонту грунтових вод;

- Заглиблення фундаменту;

- Навантаження на фундамент;

- Ширини фундаменту;

- Співвідношення сторін підошви фундаменту в плані;

- Наявності шару слабкого грунту в основі.

21. Яким чином впливають розташовані поряд фундаменти один на одного? Як будується епюра напружень ?z при наявності розташованого поруч фундаменту? Як вчинити, якщо підошви сусідніх фундаментів розташовані в різних рівнях?

Якщо в безпосередній близькості від фундаменту розташовується ще один або кілька фундаментів, то може виявитися, що додатковий тиск від сусідніх фундаментів призведе до збільшення опади розраховується фундаменту. Для вирішення цього завдання використовується метод кутових точок.

1) будується епюра ?Z для майданчиків під центром завантаження прямокутника

2) будується епюра ?Z для майданчиків під кутом завантаженого прямокутника

3) знаходять алгебраїчним підсумовуванням напруги в заданих точках масиву грунту.

При обліку завантаження сусідніх фундаментів потужність стиснутої товщини hс виходить більшою, так як умови ,  задовольняється на більшій глибині. При плануванні підсипанням або завантаженні поверхні підлоги по грунту в кожну сторону на відстані більше потужності стиснутої товщини створюваний тиск додають до значень ?zp на всіх глибинах стиснутої товщини.

22. Накресліть розрахункову схему для визначення опади методом пошарового підсумовування і напишіть формулу розрахунку опади.

,

де ?zpi - Середнє значення додаткового тиску i- го шару; Еi - Модуль деформації грунту i-го шару; hi - Товщина i-го шару; ?- коефіцієнт, що залежить від бокового розширення грунту ?, різний для різних грунтів, але приймається = 0,8 для всіх грунтів (як «безрозмірний коеф-т, що характеризує спрощену схему розрахунку»)

Si - Осаду кожного шару;

23. Як в методі розрахунку опади методом пошарового підсумовування врахувати вплив завантажених площ на осадку фундаменту?

Збільшення еквівалентного шару при завантаженні сусідніх площ розраховують слід. чином: Розбиваємо все поле навколо розраховується ф-ту на кільця, а кільця - на частки і знайдемо центри тяжкості цих часток кілець. За ним будуємо кільцеві графіки на кальці. При накладенні одного з таких графіків на план підошви ф-ту, накреслений в масштабі графіка, підраховуємо кількість точок перетину кіл і радіальних променів. Помноживши це кількість точок на? НЕ (Збільшення товщини умовного еквів-го шару від завантаження кожної частини), можна отримати збільшення еквів-ного шару від завантаження сусіднього ф-ту.

24. Накресліть розрахункову схему методу лінійно-деформованого шару і напишіть формулу розрахунку опади.

,

де р - Середній тиск під підошвою фундаменту (без вирахування природного напруги ?zg, 0), КПа;

kс - Приймається по табл. СНиП залежно від ;

km - Коефіцієнт, що враховує меншу деформативність ґрунту при великих значеннях модуля деформації грунту Е (якщо Е <10МПа, то km = 1; якщо Е ? 10 МПа: при b <10 м km = 1, при 10 м ? b <15 м km = 1,35 і при b > 15 м km = 1,5);

п - Кількість шарів в межах товщі Н, Що розрізняються по стисливості;

ki и ki-1 - Коефіцієнти, що визначаються (по табл. СНиП відповідно для i-го і (i-1) -го Шарів грунту (рис. 7.6).

Формула для визначення осідання фундаменту:

25. Коли рекомендується застосовувати спосіб розрахунку опади з використанням розрахункової схеми у вигляді лінійно-деформованого шару кінцевої товщини?

Цей метод СНиП рекомендує застосовувати:

- Якщо в межах стиснутої товщі Нс, Знайденої за методом пошарового підсумовування, залягає практично нестисливої ??грунт з модулем деформації Е ? 50 МПа. Тоді товщину лінійно-деформованого шару приймають до покрівлі малосжімаемим грунту;

- При ширині фундаменту  м і середньому модулі деформації грунтів стиснутої товщини Е ? 10 МПа.

Спосіб рекомендується застосовувати в разі шаруватого нашарування грунту і при ширині підошви фундаменту більш 10м.

26. У чому полягає ідея методу еквівалентного шару?

Ідея в тому, що осаду полупространства шириною b і завантаженого суцільний навантаженням p0 , Буде дорівнює осаді шару завтовшки hЭ , завантаженої p0.

27. У яких випадках використовується в розрахунковій практиці спосіб еквівалентного шару?

Методом еквівалентного шару можна користуватися при площі підошви фундаментів менше 50 м2. і це обмежує можливість використання методу для визначення осідання фундаментів з урахуванням завантаження сусідніх площ.

28. Який вигляд має епюра тисків ?z по глибині в методі еквівалентного шару?

 У разі шаруватого нашарування криволинейная епюра додаткових напружень по осі фундаменту 1 замінюється еквівалентної по площі трикутної епюр 2. Один з катетів трикутника приймається рівним додаткового тиску р0, А інший визначається виходячи з рівності опади фундаменту, підрахованої по формулі  , Осаді поверхні шару грунту товщиною Нс при трикутної епюрі напружень: .

29. З якого припущення виводітсясреднее значення коефіцієнта відносної стисливості в способі еквівалентного шару?

Визначають за методикою Н. А. Цитовіч, розглядаючи два випадки:

1) Розрахункова  потужність стиснутої товщини НС Фактичної товщини шарів, що стискуються грунтів Нf , Тоді zi - Відстань від нижньої межі розрахункової стиснутої товщини до середини i-го шару;

2) НС Нf , тоді

30. Як пов'язані глибина активної зони стиснення Н і потужність еквівалентної шару hе?

31. Чому згідно способу еквівалентного шару вважається, що стиснення грунту відбувається на глибину еквівалентного шару, а не на подвійну його глибину?

Тому, що епюра напружень ?z вважається трикутної, що розповсюджується на подвійну глибину еквівалентного шару, а ця трикутна епюра по площі рівновелика прямокутної епюрі, що розповсюджується на глибину еквівалентного шару.

32. Накресліть розрахункову схему до визначення осад методом еквівалентного шару для шаруватого нашарування підстави і напишіть формулу.

де hЭ - Товщина еквівалентного шару;  - Середній коефіцієнт відносної стисливості ; р - Тиск на грунт по підошві майданчика;

33. Яким чином визначається крен жорсткого фундаменту?

крен - Це поворот споруди по відношенню до вертикальної осі, що проходить через центр ваги площі підошви фундаменту. Тангенс кута нахилу підошви ф-ту при нерівномірному осіданні визначає значення крену i. При визначенні крену абсолютно жорсткого ф-ту зручніше користуватися формулою

Е і ?- відповідно модуль деформації і коефіцієнт Пуассона грунту основи,

ke- Коеф-т, що приймається за таблицею;

N - Вертикальна складова рівнодіючої всіх навантажень на фундамент в рівні його підошви;

Е ексцентриситет прикладання рівнодіючої;

А- діаметр круглого або сторона прямокутного фундаменту, в напрямку кіт. діє момент.

Практичні методи розрахунку осідання основ фундаментів в часі.

34. З чим пов'язана та обставина, що грунти деформуються не відразу після прикладення навантаження, а на це потрібен певний час?

Досвід показує, що осідання фундаментів відбуваються не миттєво, а розвиваються поступово. У деяких випадках наростання осад триває кілька років, десятиліть і навіть століть.

Якщо в основі фундаменту залягають водонасичені глинисті грунти, осаду може розвиватися протягом тривалого періоду часу. У більшості випадків тимчасової процес розвитку осад пов'язаний з дуже малою швидкістю фільтрації води в глинистих ґрунтах і обумовленим цим повільним ущільненням водонасичених грунтів. У глинистих ґрунтах тугопластичної і твердої консистенції при високому вмісті глинистих частинок до цього можуть додаватися і повільно протікають процеси повзучості ґрунтів.

35. Який представляється модель повністю водонасиченого глинистого грунту? Що моделює діаметр отворів в поршні?

Напруження в твердих тілах поширюються практично миттєво, зі швидкістю прикладення навантаження.

Модель представляється у вигляді найпростішої механічної моделі Терцагі- Герсеванова.

Тут посудину з несжимаемой водою, дірчастим поршнем і пружиною імітує певний обсяг грунту, причому пружина з опр. жорсткістю відповідає стискає скелету грунту, отвори в поршні - діаметру пір в грунті, а вода - поровой рідини.

36. У чому полягають передумови теорії фільтраційної консолідації?

 1) розглянутий шар товщиною h складний однорідним грунтом, повністю насиченим вільної, несжимаемой і гідравлічно безперервної водою;

2) скелет гр. є лінійно деформується тіло; напруги, що виникають в ньому, миттєво викликають його деф-ції;

3) гр. не володіє структурної міцністю, тому зовнішній тиск в момент часу, наступний за моментом програми навантаження, повністю передається на воду;

4) рух води в порах грунту відповідає закону ламінарної фільтрації (Дарсі).

В основу теорії Терцагі - Герсеванова, розробленої для одновимірної задачі консолідації однорідного шару грунту, покладені такі передумови:

- Розглядаються повністю водонасичені грунти (ґрунтова маса) з наявністю в порах вільної, несжимаемой (т. Е. Коефіцієнт відносної стисливості парової води mw багато менше коефіцієнта відносної стисливості скелета грунту mv) І гідравлічно безперервної води.

- Скелет грунту розглядається як пружна пористе середовище, і, отже, будь-який приріст напружень в скелеті грунту миттєво викликає відповідну приріст деформацій, т. Е. Приймається справедливим компресійний закон ущільнення у формі вираження  , де  - Зміна ефективного напруги;

- Грунт не володіє структурностью, і зовнішній тиск, що прикладається до нього, в перший момент часу повністю передається на воду;

- Віджимання води з пор в процесі ущільнення грунту підкоряється закону ламінарної фільтрації Дарсі, т. Е.  , де kф - Коефіцієнт фільтрації, i - Гідравлічний градієнт;

- В процесі ущільнення грунту в будь-який момент часу зовнішнє навантаження врівноважується сумою напруг в скелеті грунту (ефективне напруга)  і в поровой воді (поровое тиск) uw, Т. Е.

.

37. Які напруги викликають стиснення грунту?

Тільки ефективні, тобто передаються на скелет грунту.

38. Які випадки зміни повного тиску (епюри напружень ?z) розглянуті на практиці і є основними?

 При розрахунках осад у часі найбільший практичний інтерес представляють наступні розрахункові випадки, для яких епюри ущільнюючих напружень при повній стабілізації осідання представлені на рис. 7.11.

Мал. 7.11. Епюри ущільнюючих напруг для випадків:

а - 0; б - 1; в 2.

випадок 0 відповідає розглянутим вище завданню одновимірного ущільнення шару ґрунту під дією суцільний навантаження.

випадок 1 - Коли стискають напруги збільшуються з глибиною за законом трикутника. Цей випадок відповідає ущільнення свежеотсипанного (наприклад, намитого) шару водонасиченого грунту під дією власної ваги.

випадок 2 - Коли стискають напруги зменшуються з глибиною за законом трикутника. Цей випадок відповідає виду епюри додаткових напружень по осі фундаменту, прийнятої в методі еквівалентного шару Н. А. Цитовіч (див. Рис. 7.7).

39. Який вигляд має основне рівняння (рівняння Павловського), з якого виводиться рівняння теорії фільтраційної консолідації? Який його фізичний зміст?

Умова нерозривності потоку рідини в елементарному шарі товщиною dz запишеться у вигляді, запропонованому акад. Н. Н. Павловським (т. Е. Збільшення витрат води q одно зменшенню пористості грунту n в відрізок часу  ):

 , (7.41)

Знак мінус означає, що зі збільшенням витрати відбувається ущільнення грунту і його пористість зменшується.

40. Який вигляд має рівняння фільтраційної консолідації для одновимірної задачі?

Рівняння одновимірної фільтраційної консолідації грунту:

 . (7.51)

коефіцієнт cv називається коефіцієнтом консолідації грунту. Він має розмірність м2/ Добу або м2/ Рік. Він відображає спільне вплив водопроникності і стисливості породи при даній пористості на швидкість її ущільнення.

41. За допомогою якого допущення лінеарізуется рівняння фільтраційної консолідації?

 Рівняння фільтраційної консолідації лінеарізуется допомогою того, що використовується середнє значення коефіцієнта пористості eсередовищ. Тому залежність між приростами коефіцієнта пористості і ефективного тиску (закон пористості) і приймається лінійною

42. Що являє собою коефіцієнт консолідації, на що він вказує і яку має розмірність?

 Коефіцієнт консолідації грунту:

Він має розмірність м2/ Добу або м2/ Рік. Він відображає спільне вплив водопроникності і стисливості породи при даній пористості на швидкість її ущільнення.

43. Напишіть рівняння одновимірної консолідації. Який порядок він має і до якого типу диференціальних рівнянь воно належить?

 Рівняння одновимірної консолідації є однорідним лінійним диференціальним рівнянням з постійними коефіцієнтами в приватних похідних другого порядку. Воно вирішується за допомогою розкладання в ряди Фур'є.

44. Які граничні і початкові умови ставляться для шару глинистого грунту в одновимірної задачі теорії фільтраційної консолідації?

Для його вирішення привертають граничні і початкові умови.

На верхньої граничної поверхні з фільтрує прошарком ґрунту (z = 0) для будь-якого моменту часу зовнішній тиск передається на скелет грунту (?z = р).

Для нижньої водонепроникною граничної поверхні при t = t0 ?z = 0 і t00, де t0 -момент миттєвого додатки постійного тиску p.

Для всіх внутрішніх точок, що стискається шару (0 < z < h) при t = t0 ?z = 0 і t0  , при ?z = р.

У початковий момент часу грунтова маса знаходиться в статичному стані, т. Е. Поровое тиск води дорівнює нулю. Позначимо: pw - Поровое тиск понад гідростатичного в воді; pz - Тиск, що передається на тверді частинки (ефективне).

Очевидно, що рz+ рW= Р т. Е. Для будь-якого моменту часу на будь-якій глибині від дренирующей поверхні z тиск в поровой воді і тиск в скелеті дорівнює зовнішньому тиску р.

У перший момент часу зовнішній тиск повністю передається на поровимі воду (якщо вона нестислива, що можна допустити при повній відсутності в поровой воді бульбашок повітря і пара), але в наступні проміжки часу тиск у воді буде зменшуватися, а в скелеті грунту збільшуватися до тих пір , поки вся навантаження не передається на скелет грунту (див. модель стиснення грунтової маси).

45. У чому полягає некоректність в постановці граничних умов для шару глинистого грунту в одновимірної задачі фільтраційної консолідації?

Для будь-якого моменту часу на будь-якій глибині від дренирующей поверхні z тиск в поровой воді і тиск в скелеті дорівнює зовнішньому тиску р.

46. ??Що являє собою ступінь консолідації, на що вона вказує, в яких межах змінюється і яка її розмірність?

U0(T) ступінь консолідації (Ущільнення) змінюється в часі від 0 до 1 і визначає ставлення площі епюри ефективних напружень в будь-який момент часу t до площі епюри цих напруг при повній стабілізації осад. Одночасно вона визначає частку опади, що сформувалася до даного моменту часу t, Від повної стабілізованою її величини, т. Е .: .

Є безрозмірною величиною.

47. Яким чином слід вести розрахунок по теорії фільтраційної консолідації, щоб скористатися готовими таблицями?

 величини U0(T) и N функціонально пов'язані і табульовані. рівняння  легко перетворити для визначення t:

.

В такому випадку осадку в часі можна розрахувати в такій послідовності:

1. задаються ступенем консолідації U0(T) і визначають;

2.  по табл. знаходять значення N, відповідне U0(T) і обчислюють час t за формулою;

3. будують криву зміни опади у часі (рис. 7.9).

48. Яким чином змінюється час консолідації для двох шарів різної товщини при одній і тій же мірі консолідації?

49. Як визначити осадку в часі шаруватого нашарування грунтів? (Напишіть формули для kфm, сvm).

При шаруватому залягання ґрунтів в межах стиснутої товщі можливі різні випадки розрахунків осідання фундаментів в часі. Коли коефіцієнти фільтрації шарів відрізняються незначно, обмежуються осреднением характеристик грунту. Як вважає Н. А. Цитовіч, середні значення коефіцієнта фільтрації в межах стиснутої товщі в зазначеному випадку можуть бути встановлені за формулою

,

де Нс - Потужність стиснутої товщини (активної зони);

hi - потужність i-гo шару грунту;

kfi - Коефіцієнт фільтрації грунту i-гo шару;

n - Число шарів в межах стиснутої товщі грунту.

Тоді середньозважений коефіцієнт консолідації грунту визначиться за формулою

.

,

де h - Шлях фільтрації води.

St = U * S

50. Яким чином структурна міцність грунту впливає на осадку глинистого грунту в часі?

Чим міцніше грунт, тим більший опір ущільнення надає його скелет.

51. Яким чином стисливість парової води впливає на осадку глинистого грунту в часі?

Чим менше стисливість парової води, тим менше осаду

 Частина 4. |  Облік структурної міцності грунту і стисливості парової води.

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати