РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное учреждение
высшего образования
“Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова”
МЕХАНИКА ГРУНТОВ
Учебное пособие к расчетно-графическим работам
Чебоксары 2016
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Механика грунтов является теоретической базой фундаментостроения. Применение положений современной механики грунтов в проектной и производственной практике позволяет более полно использовать несущую способность грунтов оснований, выбирать наиболее экономичные и рациональные способы возведения фундаментов зданий и инженерных сооружений с учетом инженерно-геологической обстановки.
Одновременно с изучением программного теоретического материала учебный план предусматривает выполнение студентами расчетно-графических работ по механике грунтов. Выполнение работы является одним из ответственных звеньев учебного процесса и имеет целью закрепить теоретические знания, полученные студентами за период самостоятельного изучения курса, а также должно способствовать умелому применению этих знаний при инженерном решении задач теории механики грунтов, выработке умения пользоваться действующими строительными нормами и правилами, руководствами, справочными и литературными материалами.
I. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И
ПОРЯДОК ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ
Расчетно-графические работы составлены в соответствии с программой курса, содержат задачи по следующим разделам: Определение напряжений в грунтах от действия внешних сил.
Для облегчения выполнения расчетно-графических работ в пособии приведены решения каждой задачи.
УКАЗАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ
Расчетно-графическая работа должна содержать расчетно-пояснительную записку, в состав которой следует включить: исходные данные, теоретическую часть, содержащую методику расчетов, расчеты и их результаты, расчетные схемы со всеми необходимыми обозначениями и размерами, список литературы. Результаты расчетов могут быть представлены в табличной форме. Расчетно-пояснительная записка выполняется на стандартных листах бумаги формата 203х288 мм. Текст следует писать от руки на одной стороне листа чернилами аккуратно, разборчиво. Все расчетные данные и показатели должны сопровождаться единицами измерения, ссылками на соответствующую литературу. Список использованной литературы, выключая методические указания, по которым выполнялась расчетно-графическая работа, помещают в конце записки.
Расчетные схемы выполняются в карандаше на листах чертежной бумаги или миллиметровке того же формата, что и листы расчетно-пояснительной записки. Необходимо помнить, что данные расчета и схемы должны быть строго увязаны между собой, так как они составляют одно целое. Листы записки должны иметь сквозную нумерацию и быть сброшюрованы. На обложке расчетно-пояснительной записки указывают: университет, кафедру, наименование расчетно-графической работы, факультет, курс, фамилию, инициалы студента, его шифр, адрес и дату выполнения расчетно-графической работы. Расчетно-пояснительная записка должна быть подписана студентом.
Задача 1. К горизонтальной поверхности массива грунта в одном створе приложены три вертикальные сосредоточенные силы N 1, N 2, N 3.Расстояние между осями действия сил r 1 и r 2. Определить значения вертикальных составляющих напряжений s2 от совместного действия сосредоточенных сил в точках массива грунта, расположенных в плоскости действия сил: 1) по вертикали I-I, проходящей через точку приложения силы N 2; 2) по горизонтали II-II, проходящей на расстоянии Z от поверхности массива грунта. Точки по вертикали расположить от поверхности на расстоянии 1,0, 2,0, 4,0, 6,0 м. Точки по горизонтали расположить вправо и влево от оси действия силы N 2 на расстоянии 0, 1,0, 3,0 м. По вычисленным напряжениям и заданным осям построить эпюры распределения напряжений s2. Исходные данные приведены в табл.1. Схема расчета представлена на рис.1.
Таблица 1
| Вариант | N 1, кН | N 2, кН | N 3, кН | r 1, м | r 2, м | Z, м |
| 1,0 | 2,0 | 3,0 | ||||
| 2,0 | 2,0 | 2,5 | ||||
| 3,0 | 1,0 | 2,0 | ||||
| 3,0 | 2,0 | 3,0 | ||||
| 2,0 | 3,0 | 2,0 | ||||
| 3,0 | 2,0 | 1,5 | ||||
| 1,0 | 1,0 | 2,0 | ||||
| 3,0 | 1,0 | 3,0 | ||||
| 2,0 | 3,0 | 2,5 | ||||
| 2,0 | 2,0 | 2,0 |
Примечание. 1 тс = 9806,65 Н = 9,80665 кН» 10 кН
Рис.1
Задача 2. Горизонтальная поверхность массива грунта по прямоугольным плитам с размерами в плане l 1 ´b 1и l 2 ´ b 2нагружена равномерно распределенной вертикальной нагрузкой интенсивностью N 1и N 2. Определить значения вертикальных соствляющих напряжений s2от совместного действия внешних нагрузок в точках массива грунта для заданной вертикали, проходящей через одну из точек M 1, M 2, M 3 на плите № 1. Расстояние между осями плит нагружения L. Точки по вертикали расположить от поверхности на расстоянии 1,0, 2,0, 4,0 и 6,0. По вычисленным напряжениям построить эпюру распределения s2.Исходные данные приведены в табл.2. Схема к расчету представлена на рис.2.
Таблица 2
| Вари- ант | l 1 м | b 1 м | l 2 м | b 2 м | N 1 мПа | N 2 мПа | L м | Расчет- ная вер- тикаль |
| 2,5 | 1,9 | 3,3 | 2,3 | 0,28 | 0,31 | 2,8 | M1 | |
| 3,3 | 2,3 | 4,0 | 2,4 | 0,24 | 0,35 | 3,3 | M2 | |
| 2,9 | 2,6 | 3,5 | 2,5 | 0,32 | 0,29 | 3,5 | M3 | |
| 2,6 | 2,1 | 5,0 | 2,4 | 0,34 | 0,38 | 3,0 | M2 | |
| 2,5 | 1,9 | 6,0 | 2,8 | 0,29 | 0,33 | 2,8 | M3 | |
| 2,2 | 2,2 | 3,0 | 2,4 | 0,26 | 0,36 | 3,0 | M2 | |
| 1,9 | 1,9 | 2,9 | 2,6 | 0,28 | 0,32 | 3,2 | M1 | |
| 2,5 | 2,1 | 4,0 | 2,4 | 0,31 | 0,41 | 3,4 | M2 | |
| 2,7 | 1,9 | 3,5 | 2,5 | 0,32 | 0,34 | 3,2 | M3 | |
| 5,0 | 2,4 | 6,0 | 2,4 | 0,38 | 0,32 | 4,0 | M1 |
Рис.2
Задача 3. Равномерно распределенная полосообразная (ширина полосы b) нагрузка интенсивностью P приложена на глубине h от горизонтальной поверхности слоистой толщи грунтов. Определить по методу послойного суммирования с учетом только осевых сжимающих напряжений значение полной стабилизированной осадки грунтов. С поверхности залегает песчаный грунт (мощность h 1, удельный вес грунта g1, удельный вес твердых частиц g s 1, природная влажность W 1, модуль общей деформации E 01), подстилаемый водонепроницаемый глиной (h 2, g2, E 02). Уровень грунтовых вод расположен в слое песчаного грунта на расстоянии d w исходные данные приведены в табл.3. Схема к расчету представлена на рис.3.
Определить, для вышеуказанных грунтовых условий, затухание осадки во времени.
