Задача 1. Определение классификационных характеристик глинистых и песчаных грунтов

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «механика грунтов»

 

 

Студент Гресс Ю.Н.

 

 

Красноярск 2013

 

 

Оглавление

 

Задача 1. Определение классификационных характеристик глинистых и песчаных грунтов

Задача 2. Определение гранулометрического (зернового) состава сыпучего грунта

Задача 3

Задача 4. Построение эпюры нормальных напряжений от собственного веса грунта

Задача 5. Построение эпюры контактного давления

Задача 6. Определение средней осадки основания методом послойного суммирования

Список литературы

 

Задача 2. Определение гранулометрического (зернового) состава сыпучего грунта

глинистый грунт сыпучий песчаный

По приведенным в табл.2 результатам зернового анализа сыпучего грунта постройте кривую зернового состава, определите степень неоднородности и дайте наименование грунта по этим показателям.

Решение задачи:

Для построения кривой зернового состава составим таблицу № 2:

 

Таблица № 2.

Зерновой состав грунта по массе,%, при размере частиц									Степень окатанности частиц
100-50	50-10	10-5	5-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	менее 0,1
19	1	11	12	13	20	11	8	5	О

 

По данным таблицы 2 результатам зернового анализа сыпучести грунта построим кривую зернового состава.

Гранулометрический (зерновой) состав грунта является одной из важнейших характеристик. Он выражается кривой гранулометрического состава - интегральной кривой распределения зерен грунта по размеру. Чем более неоднородным является грунт, тем более пологой будет кривая его состава.

По данным таблицы 1 приложения 2 (методические указания стр.28) определим наименование грунта: песок крупный (масса частиц с d< 0.5 мм 25%, а частиц с d< 10 мм составляет 80%).

Строим кривую гранулометрического состава в полулогарифмическом масштабе.

 

 

Рис.1. Кривая гранулометрического состава грунта (С_v = 15).

 

Степень неоднородности гранулометрического состава рассчитывается по формуле

 

 

Данный вид грунта: песок крупный является неоднородным, т.к. С_v>3.

Чем ближе степень неоднородности к единице, тем более однородным по гранулометрическому составу является грунт.

 

Задача 3. Письменный ответ

 

.   Какие вопросы рассматриваются в курсе механики грунтов, его задачи?

Механика грунтов - научная дисциплина, в которой изучаются напряженно-деформированное состояние грунтов и грунтовых массивов, условия прочности грунтов, давление на ограждения, устойчивость грунтовых массивов против сползания и разрушения, взаимодействие грунтовых массивов с сооружениями и ряд других вопросов. Механика грунтов является составной частью геомеханики.

Задачи прогноза механического поведения грунтов и грунтовых массивов. Для этого производятся:

установление физических и механических свойств грунтов и возможности их использования в нужных целях, а, в случае необходимости, и улучшение строительных свойств грунтов;

определение напряженно-деформированного состояния грунтовых массивов, возможного его изменения в последующем;

определение общей устойчивости этих массивов, взаимодействующих с инженерными сооружениями или непосредственно устойчивости их самих, если они являются сооружениями. Таким образом, основная задача - это оценка состояния в настоящий момент и прогноз дальнейшего поведения грунтов и массивов из них, прогноз происходящих в них процессов.

.   Какие основные характеристики грунта являются основными?

 

Основные физические характеристики грунта
Наименование	Обозначение	Размерность	Формула для вычисления
Плотность грунта	ρ	кг/м	ρ = G/ V
Удельный вес грунта	γ	кН/м3	γ = ρ ∙ g
Плотность частиц грунта	ρs	кг/м	ρs = Gs / Vs
Удельный вес частиц грунта	γs	кН/м3	γs = ρs ·g
Влажность грунта	W	безразмерна	W = (G - Gs)/ Gs = Gw / Gs
Влажность на границе пла-стичности (раскатывания)	WP	безразмерна	WР = Gw,p / Gs
Влажность на границе текучести	WL	безразмерна	WL = Gw,,L / Gs

 

Основными физическими характеристиками грунта (являются:

плотность грунта - ρ [г/см³]; (удельный вес - γ - [кН/м³]);

плотность частиц грунта- ρ_s [г/см³]; (удельный вес частиц грунта - γ_s-[кН/м³];); природная влажность -w; [в долях единицы];

Остальные физические характеристики могут быть вычислены с их использованием.

(Справка- ρ г/см³·9,8=γ кН/м³)

.   Что называется коэффициентом бокового давления грунта, от чего он зависит и как связан с коэффициентом Пуассона?

Коэффициентом бокового давления грунта ξ называется отношение приращения бокового давления Δσ_x(илиΔσ_y) к приращению вертикального давления Δσ_z, при обязательном отсутствии боковых деформаций (ε_x= ε_y =0), то есть

 

; ε_x=ε_y =0.

 

Боковое давление в этом случае является реактивным. Примером может служить грунт, обжимаемый в одометре (компрессионном приборе). Коэффициент бокового давления зависит от вида грунта, его плотности и влажности. С коэффициентом Пуассона он связан следующей зависимостью:

 

 

Он изменяется в пределах от 0 до 1.

Коэффициентом Пуассона называется отношение относительных деформаций поперечной ε _x к продольной ε _y взятое с обратным знаком, в случае, если действуют только вертикальные напряжения σ _z (напряжения σ _х и σ _у в этом случае отсутствуют).

 

 

Список используемой литературы

 

1. Механика грунтов: Контрольные работы и методические указания к их выполнению для студентов специальностей 290300, 290700, 290800 заочной формы обучения. - Красноярск: КрасГАСА, 2005. - 45 с.

.  . ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. - М.: Изд-во стандартов, 1995. - 31с.

.   ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 22с.

.   СНиП 2.02.01.-83. Основания зданий и сооружений/Госстрой СССР.-М., 1985. - 41с.

.   Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01.-83)/Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1986. - 415с.

.   СН 528-80. Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве/Госстрой СССР. - М., 1981. - 33с.

.   Гриб С.И. Физические и механические характеристики грунтов. Методы определения: лабораторный практикум/ С.И. Гриб. - Красноярск: КрасГАСА, 2004. - 87с.

.   Далматов, Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты/ Б.И. Далматов. - Л.: Стройиздат, 1988. - 416с.

.   Иванов, П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений/ П.Л. Иванов. - М.: Высшая школа, 1985. - 352с.

.   Котов, М.Ф. Механика грунтов в примерах/ М.Ф. Котов. - М.: Высшая школа, 1968. - 272с.

.   Маслов, Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов/Н.Н. Маслов. - М.: Высшая школа, 1982 -512с.

.   Цытович Н.А. Механика грунтов/ Н.А. Цытович. - М.: Высшая школа, 1983. - 288с.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «механика грунтов»

 

 

Студент Гресс Ю.Н.

 

 

Красноярск 2013

 

 

Оглавление

 

Задача 1. Определение классификационных характеристик глинистых и песчаных грунтов

Задача 2. Определение гранулометрического (зернового) состава сыпучего грунта

Задача 3

Задача 4. Построение эпюры нормальных напряжений от собственного веса грунта

Задача 5. Построение эпюры контактного давления

Задача 6. Определение средней осадки основания методом послойного суммирования

Список литературы

 

Задача 1. Определение классификационных характеристик глинистых и песчаных грунтов

 

В таблице № 1 (методические указания) вариант 0 указаны физические свойства глинистых грунтов. Требуется найти недостающие характеристики и дать полное наименование грунтов согласно ГОСТ 25100 - 95.

 

Таблица 1

Вариант	Вид грунта	Плотность скелета грунта ρd, т/м3	Влажность			Число пластичности Ip	Показатель текучести, IL	Коэффициент водонасыщения Sι
			W	WL	Wp
1	2	3	4	5	6	7	8	10
0	Песок с d>0.5 мм >50% Глинистый грунт	1,66 1,55	0,22 -	- 0,18	- 0,12	-	-	0,67

 

Коэффициент пористости грунта является одной из важнейших характеристик. Для песчаных грунтов он с достаточной точностью характеризует их сложение (плотность взаимной упаковки частиц) и используется как классификационный показатель. Коэффициент пористости грунта - это отношение объема пор грунта к объему его скелета.

Понятия «пористость» и «влажность» грунта определенным образом связаны между собой. Влажность - полное водонасыщение грунта, т.е. когда все поры заполнены водой. Степень влажности (степень водонасыщения) - отношение объема воды в порах грунта к объему пор и соответствует отношению влажности грунта к его полной влагоемкости. Степень влажности может изменяться от 0 в случае абсолютно сухого грунта, до 1 при полном заполнении пор водой.

Решение задачи:

Находим что песок с размерами частиц d>0,5 мм, которых в грунте больше 50%, является песком крупным.

Определим коэффициент пористости:

 

е = ,

 

где - плотность сухого грунта.

Коэффициент водонасыщения песка составляет:

 

,

 

где -плотность воды, равная 1 т/м³.

В соответствии с данными табл. 2 и табл. 3 приложение 2 (методические указания) устанавливаем разновидность грунта по коэффициенту пористости и коэффициенту водонасыщения: песок средней плотности насыщенный водой. Итак, полное наименование грунта - песок мелкой крупности, средний, средней степени водонасыщения.

Переходим к расчету характеристик глинистого грунта.

Свойства глинистых грунтов существенно изменяются в зависимости от их влажности. Сильно увлажненный грунт обладает способностью растекаться, при подсушивании - переходит в пластичное состояние, при дальнейшем уменьшении влажности - в твердое.

Число пластичности грунта - разность между границей текучести и границей растекания. Чем больше в грунте относительное содержание глинистых частиц, тем больше оказывается величина пластичности грунта.

По числу пластичности I_p определяем вид грунта:

 

%

 

по данным табл. определяем, что грунт с I_p =6 является супесью. Для того, чтобы определить разновидность супеси по показателю текучести I_L, который определяется по формуле:

 

,

 

необходимо найти влажность грунта W.

Определим влажность грунта по формуле:

 

 

В уравнение неизвестен коэффициент пористости e. Его определяем из выражения:

 

е = ,

 

где - плотность сухого грунта

Затем определяем влажность:

 

 

где -плотность воды, равная 1 т/м³.

 

,