Механика грунтов
Механика грунтов
1. Задача № 1а
Дано:
кН; м;
кН; м;
кН; м.
Определить Величины вертикальных составляющих напряжений в массиве грунта и Построить эпюры напряжений: от совместного действия сосредоточенных сил в точках на вертикали, проходящей по оси действия силы и на горизонтали, расположенной в плоскости действия сил, на расстоянии от поверхности.
Решение:
Напряжение от трех сосредоточенных сил равно:
,
Где - безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения, определяется по табл. 1 приложения.
1. От совместного действия сосредоточенных сил в точках на вертикали, проходящей по оси действия силы.
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : ; ;
- для силы : ; ;
- для силы : ; .
Напряжение в точке :
кПа
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : ; ;
- для силы : ; ;
- для силы : ; .
Напряжение в точке :
кПа
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : ; ;
- для силы : ; ;
- для силы : ; .
Напряжение в точке :
кПа
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : ; ;
- для силы : ; ;
- для силы : ; .
Напряжение в точке :
кПа
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : ; ;
- для силы : ; ;
- для силы : ; .
Напряжение в точке :
кПа
Строим эпюру вертикальных напряжений, откладывая ординаты соответствующих напряжений в точках на расчетной вертикали.
1. От совместного действия сосредоточенных сил в точках на горизонтали, расположенной в плоскости действия сил, на расстоянии от поверхности. массив грунт откос давление
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; .
Напряжение в точке :
кПа
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; .
Напряжение в точке :
кПа
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; .
Напряжение в точке :
кПа
Для точки определяем коэффициенты :
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; ;
- для силы : м; ; .
Напряжение в точке :
кПа
Строим эпюру вертикальных напряжений, откладывая ординаты соответствующих напряжений в точках на расчетной горизонтали (рисунок).
2. Задача № 1б
Дано:
м; кПа;
м; кПа;
м; м;
М; расчетная вертикаль.
Определить Величины вертикальных составляющих напряжений в массиве грунта и Построить эпюры напряжений: от совместного действия равномерно распределенных по площадкам нагрузок в точках на заданной вертикали.
Решение:
Заданные плиты нагружения разбиваем на прямоугольники таким образом, чтобы они имели общую угловую точку, через которую проходит расчетная вертикаль. Таким образом, имеем 8 прямоугольников:
м; м; Мпа;
м; м; МПа;
м; м; МПа;
м; м; МПа;
м; м; МПа;
м; м; МПа;
м; м; МПа;
м; м; МПа
Искомые напряжения найдем, суммируя напряжения от действия нагрузки по прямоугольникам 1, 2, 3, 4, 7, 8, взятых со знаком "плюс", и напряжения от действия нагрузки по прямоугольникам 5, 6 со знаком "минус".
Точка 1, м:
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ;
Мпа
Точка 2, м:
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ;
Мпа
Точка 3, м:
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ;
Мпа
Точка 4, м:
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ; ;
; ;
Мпа
По полученным значениям напряжений строим эпюру распределения напряжений Z (рисунок).
3. Задача № 1в
Дано:
м;
м;
м;
кПа;
Расчетная вертикаль.
Определить Величины вертикальных составляющих напряжений в массиве грунта и Построить эпюры напряжений: от действия полосообразной нагрузки, изменяющейся по закону прямой, в точках на расчетной и горизонтали, расположенной на расстоянии от поверхности.
Решение:
Вертикальные нормальные напряжения, возникающие в точках на горизонтальных площадках от действия трапецеидальной полосовой нагрузки можно вычислить с помощью номограммы Остербера и формуле:
Где К - коэффициент, определяемый по номограмме, в зависимости от ширины загруженных полос и глубины расположения заданной точки.
Р - интенсивность равномерной нагрузки или же максимальная интенсивность треугольной нагрузки.
П - число треугольных и равномерно распределенных частей полосовой нагрузки.
Точка 1:
Прямоугольник треугольник
Точка 2:
Прямоугольник треугольник
Точка 3:
Прямоугольник треугольник
Точка 4:
Прямоугольник треугольник
Точка 5:
Треугольник прямоугольник
Точка 6:
Треугольник прямоугольник
Точка 7:
Треугольник прямоугольник
По найденным значениям строим эпюры напряжений (рисунок).
4. Задача № 2.1
Дано:
м;
;
кН/м3;
;
кПа.
Определить Методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения величину коэффициента устойчивости откоса.
Решение:
Для определения координат центра кривой скольжения вычисляем :
По найденному значению и углу () по графику Ямбу находим значения и и координаты центра вращения:
м;
м
Из найденного центра вращения через подошву откоса проводим дугу окружности скольжения.
Разбиваем оползневое тело на 5 блоков (рисунок), графически определяем их ширину и высоту и производим вычисления необходимых данных, которые сводим в таблицу.
Номер блока |
Средняя высота блока, м |
Ширина блока, м |
Объем блока, м3 |
Вес блока, Мн |
Плечо, м |
Момент, Мн-м |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
2,57 |
4,18 |
10,74 |
0,212 |
4,18 |
-0,89 |
2 |
6,65 |
4,18 |
27,80 |
0,548 |
0,66 |
-0,36 |
3 |
9,48 |
4,18 |
39,63 |
0,781 |
3,52 |
2,75 |
4 |
8,55 |
4,18 |
35,74 |
0,704 |
7,71 |
5,43 |
5 |
4,53 |
4,18 |
18,94 |
0,362 |
11,89 |
4,3 |
Моменты принимаются отрицательными для восходящей ветви скольжения. Для нисходящей ветви кривой скольжения моменты положительные.
Определяем величину коэффициента устойчивости откоса:
,
Где (согласно методическим указаниям); - для однородной толщи грунта.
5. Задача № 2.2
Дано:
м;
;
;
;
кН/м3;
;
.
Определить горизонтальные составляющие интенсивности активного давления грунта на подпорную стену, равнодействующую активного давления, указав ее направление и точку приложения, построить эпюру распределения давления грунта.
Решение:
Горизонтальная составляющая активного давления для связанного грунта на глубине :
,
Где - коэффициент активного давления грунта, - давление связности.
Определяем коэффициент активного давления грунта:
Определяем давление связности:
,
Где коэффициент :
кПа
Определяем значение горизонтальной составляющей активного давления грунта на нижней грани подпорной стены :
кПа
Определяем равнодействующую горизонтального давления грунта для стены высотой :
,
Где
;
;
кПа
6. Задача № 3
Дано:
м;
м;
м;
кПа;
м;
МПа;
м;
Мпа.
Определить Среднюю осадку основания сплошной фундаментной плиты, загруженной равномерно распределенной нагрузкой. Плита опирается на слой песка, подстилаемый пылевато-глинистым грунтом. Расчет осадки выполнить, применяя расчетную схему основания в виде линейно-деформируемого слоя.
Решение:
Расчетную толщину слоя определяем для двух случаев: основание сложено только песчаными и только пылевато-глинистыми грунтами.
При кПа (по интерполяции)
;
,
Где и принимаются соответственно равными для оснований, сложенных пылевато-глинистыми грунтами 9 м и 0,15; песчаными грунтами - 6 м и 0,1.
м;
м;
м
Тогда для основания, сложенного пылевато-глинистыми и песчаными грунтами:
м
При известном значении осадка основания определяется по формуле:
,
Где, так как (по табл. 7 приложения); , так как Мпа и м (по табл. 8 приложения).
Коэффициент :
- при ; ;
- при ;
м = 7,9 см
7. Задача № 4
Дано:
м;
м;
кПа;
м;
МПа;
см/с;
м;
МПа;
см/с.
Определить Полную стабилизированную осадку основания абсолютно жесткого фундамента, изменение осадки во времени. Расчет осадки выполнить, применяя метод эквивалентного слоя грунта. Построить график изменения осадок основания во времени.
Решение:
При отношении сторон площади подошвы по табл. 12 приложения, при находим:
Тогда мощность эквивалентного слоя грунта:
м
Высота эквивалентной эпюры уплотняющих давлений:
м
По профилю напластований грунтов определяем расстояние от середины каждого слоя до глубины :
м;
м
Средний коэффициент относительной сжимаемости:
Тогда полная стабилизированная осадка фундамента:
м = 4 см
Определяем средний коэффициент фильтрации:
,
Где - толщина i-го слоя грунта, находящегося в пределах
м/с
Определяем коэффициент консолидации:
,
Где ; Н/м3 - удельный вес воды
Для вычисления осадок для любого времени (1, 3, 5, 10 лет) используем формулу:
,
Где - величина в условиях односторонней фильтрации отжимаемой воды, определяем из выражения:
Определяем осадки, соответствующие:
год
см
Для последующих вычислений ограничимся первым членом ряда, стоящего в квадратных скобках.
года
см
лет
см
лет
см
Строим график изменения осадок во времени (рисунок).
Похожие статьи
-
Насыпи, располагаемые в поймах рек, на мостовых переходах через водотоки называются пойменными. При их проектировании необходимо учитывать ряд...
-
Номер участка Номер скважины Галька >100 Гравий 10-2 Песчаные Пылеватые 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 3 17 - 1 2 16 57 11 3 2 3...
-
Нормативные требования к проектированию поперечного профиля насыпи При проектировании используется СТН Ц-01-95. Ширина основной площадки земляного...
-
Грунты и их физико-механические свойства - Буровые установки
При бурении инженерно-геологических скважин объектом воздействия и изучения является грунт. Выбор техники и технологии бурения во многом определяется...
-
Мерзлые грунты и их классификация - Вечная мерзлота
Мерзлыми называются грунты с отрицательной температурой, в которых часть поровой воды находится в замерзшем состоянии (в виде кристаллов льда). Мерзлые...
-
Вплив грунту та рельєфу на кліматоутворення - Вплив підстильної поверхні на формування клімату
На суходолі тепло вглиб передається внаслідок молекулярної теплопровідності. У товщі води тепло передається значно ефективнішим методом, а саме завдяки...
-
Висушення боліт, вирубування лісу, зміни русла річок, що призводить до порушення екологічного балансу планети, Неправильне ведення сільського...
-
Карта фактического материала Рис. 1 Геолого-литологические колонки опорных скважин Таблица 1 Скважина №19 Н=12,0м Таблица 2 Скважина №20 Н=10,0м Таблица...
-
Механічний склад грунтів і грунтоутворюючих порід - Основи грунтознавства
Механічні елементи, їхня класифікація і властивості Тверда фаза грунтів і грунтоутворюючих порід складається з часток різноманітного розміру, що...
-
Органічна частина грунтів - Основи грунтознавства
Джерела органічної речовини грунтів і їх фракційно-груповий склад Первинними джерелами органічних речовин грунту і біосфери є первинні продуценти...
-
Фильтрационные свойства грунтов - Основы движения грунтовых вод
Под пористыми материалами понимают твердые тела, содержащие в достаточно большом количестве пустоты, характерный размер которых мал по сравнению с...
-
Буримость грунтов - Буровые установки
Буримость грунтов представляет собой комплексную характеристику, зависящую от твердости, абразивности, трещиноватости, пластичности, плотности,...
-
НАЛИЧИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ - Архипелаг Новая Земля
В эпоху четвертичного оледенения весь архипелаг, а в настоящее время около 25% всей площади Новой Земли покрыто материковым льдом. Оледенение Новой Земли...
-
Коэффициент устойчивости Куст определяется для рассматриваемого случая по формуле: Здесь кроме известных обозначений Туд-i иТсдв-i - соответственно...
-
Расчеты на прочность и долговечность - Подбор оптимальных режимов работы насосных агрегатов
Валы многоступенчатых центробежных насосов проверяют на статическую прочность, выносливость и динамическую устойчивость. На статическую устойчивость вал...
-
Гидродинамическая модель сработки грунтовых вод при предуборочном осушении рисовых чеков
Население Земли ежегодно растет, а следовательно, растут и потребности в сельскохозяйственных продуктах. Наибольшие темпы роста населения наблюдаются в...
-
Расчет подбора УЭЦН - Особенность разработки месторождения
Под подбором насосных установок к нефтяным скважинам, в узком, конкретном значении, понимается определение типоразмера или типоразмеров установок,...
-
Для определения мощности ГПП участка используем метод коэффициента спроса. Коэффициент спроса для различных потребителей приведен в таблице. Определяем...
-
В данной работе в качестве исходных данных для исследования циклонической активности были использованы результаты реанализа NCEP/NCAR (http://www. esrl....
-
Коэффициент фильтрации - Основы движения грунтовых вод
Коэффициент фильтрации равен скорости фильтрации при =1. Он зависит от свойств пористой среды (формы, размеров, взаимного расположения шероховатости...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Виды гидрогеологических исследований при разработке месторождений нефти и газа
Роль гидрогеологических методов в общем комплексе поисково-разведочных работ очень разнообразна. Данные методы при поисках и разведке нефтяных и газовых...
-
Проведение ГРП требует применения специальных жидкостей, закачиваемых при больших скоростях и давлениях для создания системы трещин. При кислотном ГРП...
-
Эффективность бурения скважины во многом определяется составом бурового раствора. Рациональные условия применения различных типов буровых растворов...
-
Интерпретация данных магниторазведки складывается из геофизической интерпретации и геологического истолкования, тесно связанных между собой. Первым...
-
Выбор сечения производится по нагреву, допустимой потере напряжения и экономической плотности тока. Расчетный ток суммарный определяется по формуле: Где...
-
Расчет нагрузок для выбора трансформаторов, от которых питаются одноковшовые экскаваторы, определяют приближенно по номинальной мощности приводного...
-
Определение пропущенного слоя и его характеристика Таблица 9 Результаты гранулометрического анализа скважина №17 (по заданию) Диаметры частиц, мм 10-2...
-
Транзитный расход воды, подходящей к верхнему сечению данного участка: Qтр = трV (2.11) Для круглой трубы: тр=рd2/4, м2(2.12) Определим скорость движения...
-
Под нагрузкой на крепь принимается давление, испытываемой сос тороны горных пород. Находим расчетное смещение: U = U ТП*Кt*Kб*Ки*KS*KB, Где U ТП -...
-
Гидравлический расчет циркуляционной системы - Бурение нефтяных и газовых скважин
Целью гидравлических расчетов при промывке скважины в процессе бурения является нахождение оптимального расхода жидкости, обеспечивающего работу забойных...
-
Проектирование эксплуатационной колонны - Заканчивание скважин
Поскольку И эксплуатационная колонна находится в пределах эксплуатационного объекта, то принимаем коэффициент запаса для первой секцииn1= 1,3. С учетом...
-
ВВЕДЕНИЕ - Выполнение геодезических измерений
Геодезический измерение трассирование автодорога Практика по геодезии занимает важное место в системе подготовки студентов и является неотъемлемой частью...
-
Особенности эксплуатации СПБУ - Полупогружные буровые установки
В процессе всего срока эксплуатации СПБУ должна обеспечивать безопасность производства работ при строительстве нефтяных и газовых скважин. Эта...
-
Исследование процесса деформирования массива каменной соли, содержащего подземное нефтегазохранилище
Исследование процесса деформирования массива каменной соли, содержащего подземное нефтегазохранилище Практически важные задачи, связанные с добычей...
-
Применим предложенные выше методы решения системы уравнений Сен-Венана для расчета основных параметров паводковой волны в русле реки Кубань. Вычислим эти...
-
Расчет бурильной колонны - Бурение нефтяных и газовых скважин
Исходные данные к расчету Способ бурения Роторный Условия бурения Нормальные Глубина скважины Lскв=2530 м Тип, диаметр и толщина стенки обсадной колонны,...
-
Принятие решений в Германии - Социально-экономическая характеристика Германии
Ориентация многих европейских фирм на достижение стратегических результатов с учетом возможностей фирмы и конкретной хозяйственной ситуации получила...
-
Геодезические работы должны выполняться в соответствии с требованиями ТКП 45.-1.03.26 - 2006, ППР, ППГР и другой технологической документации,...
-
Разбивка котлованов . При устройстве котлованов выполняется следующий комплекс геодезических работ: - проверка геодезических данных на рабочих чертежах...
-
Исходные данные для расчета максимальных и минимальных нагрузок скважин Илькинского месторождения, осложненных обрывностью штанговой колонны,...
Механика грунтов