Учебное пособие 1616

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра строительных конструкций, оснований и фундаментов

МЕХАНИКА ГРУНТОВ

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Механика грунтов»

для студентов, обучающихся по специальностям 270205 – «Автомобильные дороги и аэродромы», 270201 – «Мосты и транспортные тоннели»

Воронеж 2010

УДК 624.131

Составитель Б.С. Одинг

Механика грунтов: метод. указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Механика грунтов» / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: Б.С. Одинг. – Воронеж, 2010. – 30 с.

Методические указания содержат рекомендации по расчету напряжений в грунте, определению размеров подошвы фундамента, расчету осадок фундамента, подпорной стенки и устойчивости откоса выемки под автомобильную дорогу при выполнении курсовой работы по дисциплине «Механика грунтов». Приведены примеры построения эпюр распределения вертикальных сжимающих напряжений по горизонтальной и вертикальной осям. Дан принцип определения оценки инженерно-геологических условий строительной площадки при расчете искусственных сооружений на трассе автомобильной дороги.

Предназначены для студентов специальностей 270205 – «Автомобильные дороги и аэродромы», 270201 – «Мосты и транспортные тоннели» всех форм обучения.

Ил. 8. Табл. 20. Библиогр.: 5 назв.

УДК 624.131

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент В.П. Подольский, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой строительства

автомобильных дорог и аэродромов Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа по механике грунтов выполняется с целью закрепления курса и приобретения студентами навыков в оценке инженерно-геологических условий строительной площадки, выполнении расчетов при решении практических инженерных задач, соответствующих профилю специальностям 270205.65

– «Автомобильные дороги и аэродромы», 270201.65 – «Мосты и транспортные тоннели».

Выполнение курсовой работы заключается в расчете откоса выемки в грунте, осадки фундамента промежуточной опоры путепровода.

Задание на курсовую работу включает в себя данные об инженерногеологических условиях строительной площадки, где на трассе автомобильной дороги, проходящей в выемке, в месте пересечения ее с путепроводом пробурено три скважины.

Заданы геологические колонки по скважинам, дана таблица физических характеристик грунтов (табл. 2.1). Образец задания приведен на рис. 1.

Отдельным разделом курсовой работы выделяется задача по определению вертикальных составляющих напряжений z от действия на поверхности грунта сосредоточенной силы N.

Выполнению курсовой работы должно сопутствовать изучение специальной технической литературы [1-4].

1. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ ОТ ДЕЙСТВИЯ СОСРЕДОТОЧЕННОЙ СИЛЫ

Задана сосредоточенная сила N, расстояние z0 от поверхности грунта до горизонтальной оси r, пересекающейся с линией силы N. Задано расстояние r0 от линии действия силы N до вертикальной оси z (рис. 2).

Необходимо построить эпюры напряжений z при заданных значениях N, z0, r0. Напряжения рассчитываются по формуле Буссинеска

Рис. 1. Образец задания на курсовую работу - грунтовые условия строительной площадки

1.1. Построение эпюры распределения вертикальных сжимающих напряжений z по горизонтальной оси, заглубленной от поверхности на z0 и пересекающейся с линией действия силы N

Для построения эпюры z по формуле (1.2) при z= z0 = const достаточно заполнить табл. 1.2, в которой z= z0 = const задано, а r назначается, как показано в таблице. В зависимости от отношений r/z по табл. 1.1 выбираются коэффициенты К.

Таблица 1.2 Расчет напряжений z по горизонтальной оси, заглубленной

от поверхности на z0 и пересекающейся с линией действия силы N

1.2.Построение эпюры распределения вертикальных сжимающих

напряжений z по горизонтальной оси, удаленной от линии действия силы N на заданное расстояние r0

Для построения эпюры z по формуле (1.2) при r = r0 = const достаточно заполнить табл. 1.3, в которой r = r0 = const задано, а z назначается, как показа-

6

но в таблице. В зависимости от отношений r/z по табл. 1.1 выбираются коэффициенты К.

Таблица 1.3

Расчет напряжений z по горизонтальной оси, удаленной от линии действия силы N на заданное расстояние r0

По данным табл. 1.2 и табл. 1.3 строятся эпюры напряжений z=f(z) иz=f(r), как показано на рис. 1.3.

Рис. 3. Эпюры напряжений z

7

2. РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ НА ТРАССЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

2.1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

Используя заданные инженерно-геологические разрезы по скважинам (рис. 1.1) и учитывая заданное на плане расстояние между скважинами в масштабе 1:1000, строится геологический разрез между двумя скважинами в масштабе 1:100. На полученный таким образом геологический разрез накладывается приведенная в задании на курсовую работу выемка в грунте, огражденная с одной стороны подпорной стенкой, а с другой стороны - откосом с заданным заложением. В центре выемки находится опора путепровода.

По данным задания, приведенным в табл. 2.1 физическим характеристикам грунта, послойно определяется плотность сухого грунта по формуле

где WL - влажность на границе текучести; Wp - влажность на границе пластичности.

При расчетах определяются удельный вес грунта = ·q, кН/м3; удельный вес сухого грунта d = d·q, кН/м3; удельный вес частиц грунта s = s ·q, кН/м3; где q -ускорение свободного падения q = 9,8 м/с2. Ориентировочные значения плотности частиц грунта для песчаных грунтов s = 2,66 г/см3 ; для супесей s = 2,70 г/см3; длясуглинков s = 2,71 г/см3, дляглин s = 2,74 г/см3.

Результаты расчета сводятся в табл. 2.2.

Нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов для предварительных расчетов допускается определять по их физическим характеристикам.

Нормативные значения удельного сцепления Сп , кПа, и угла внутреннего трения φп, град., модуля деформации Е, кПа, для песчаных и глинистых нелессовых грунтов приводятся в табл.2.8, 2.9, 2.10.

Расчетные значения характеристик прочности грунта в расчетах основания по деформациям при выполнении раздела 2.2 принимаются с коэффициентом надежности по грунту yq=1. Удельное сцепление сII = сп, угол внутреннего трения φII = φп. В расчетах основания по несущей способности при выполнении разделов 2.3 и 2.4 расчетные значения характеристик прочности грунтов определяются по формулам

q(c) =1,5; q( ) =1,1 для песчаных грунтов;q( ) =1,15 для пылевато-глинистых грунтов.

9