Классификация грунтов. Грунт связный , т.к. присутствуют влажность на границе текучести WL и влажность на границе раскатывания WР

1 2 3 4 5 6 7

1. ИГЭ-1. Мощность слоя h₁=4,5 м.

Грунт связный, т.к. присутствуют влажность на границе текучести W_L и влажность на границе раскатывания W_Р.

1.1. Определяем наименование грунта по числу пластичности:

J_p=W_L-W_P=35-20=15%

Так как 17%> J_p=15% > 7 % то этот грунт-суглинок.

1.2. Определяем состояние грунта по показателю текучести:

Так как J_L=0,27, то согласно прил. 1 табл.1.3 методических указаний, суглинок тугопластичный.

1.3. Определяем значение коэффициента пористости е:

1.4.Определяем степень влажности:

1.5. Так как ε_SL=0,027>0,01, то, согласно прил. 1 табл.1.6 методических указаний, суглинок просадочный.

1.6. Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

По прил.2. табл.2.3 методических указаний по виду грунта, плотности сложения и степени влажности определяем расчетное сопротивление грунта ИГЭ-1

R_о≈190 кПа.

Вывод: ИГЭ-1-грунт-суглинок тугопластичный, просадочный с модулем деформации Е_о= 9 МПа и начальным расчетным сопротивлением R_о≈ 190 кПа.

2. ИГЭ-2. Мощность слоя h₂=1,0 м.

Грунт связный, т.к. присутствуют влажность на границе текучести W_L и влажность на границе раскатывания W_Р.

2.1. Определяем наименование грунта по числу пластичности:

J_p=W_L-W_P=24-18=6 %

Так как 1 %< J_p=6 % = 7% то этот грунт-cупесь.

2.2. Определяем состояние грунта по показателю текучести:

Так как 0 < J_L=0.33 < 1, то согласно прил. 1 табл.1.3 методических указаний, супесь пластичная.

2.3 Определяем значение коэффициента пористости е:

2.4.Определяем степени влажности:

2.5. Так как ε_SL=0,009<0,01, то, согласно прил. 1 табл.1.6 методических указаний, cупесь непросадочная.

2.6. Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

По прил.2. табл.2.3 методических указаний по виду грунта, плотности сложения и степени влажности определяем расчетное сопротивление грунта ИГЭ-2

R_о≈267 кПа.

Вывод: ИГЭ-2 - грунт-супесь пластичная, непросадочная с модулем деформации Е_о= 20 МПа и начальным расчетным сопротивлением R_о≈267 кПа.

3. ИГЭ-3. Мощность слоя h₃=4,0 м.

3.1. По гранулометрическому составу определяем вид песчаного грунта по крупности. Для этого % содержания частиц исследуемого грунта последовательно суммируем до тех пор, пока не будет выполняться первое условие, удовлетворяющее показателю наименования:

>2 мм - %

2¸0,5 мм 24 %

0,5¸0,25 мм 28 %

S 52 % > 50 %

Так как 52 % > 50 %, то, согласно табл.1.1 методических указаний, грунт- пески средней крупности.

3.2.Определяем вид грунта по значению коэффициента пористости е:

так как 0,55 < < 0.7, то пески средней плотности.

3.3. Определяем разновидность грунта по степени влажности:

так как 0,5< = 0,67 ≤ 0,8, то песок влажный.

3.4. Так как ε_SL=0<0,01, то, песок непросадочный.

По прил.2. табл.2.2 настоящих методических указаний по виду грунта, плотности сложения и степени влажности определяем расчетное сопротивление грунта ИГЭ-3

R_о≈400 кПа.

Вывод: ИГЭ-3-грунт- песок средней плотности, крупности, влажный, непросадочный с модулем деформации Е_о=30 МПа и начальным расчетным сопротивлением R_о≈400 кПа.

4. ИГЭ-4. Мощность слоя h₄=5,0.

4.1. По гранулометрическому составу определяем вид песчаного грунта по крупности. Для этого % содержания частиц исследуемого грунта последовательно суммируем до тех пор, пока не будет выполняться первое условие, удовлетворяющее показателю наименования:

>2 мм 2 %

2¸0,5 мм 5 %

0,5¸0,25 мм 21 %

0,25¸0,1 мм 33 %

0,1¸0,05 мм 30 %

S 91 % > 75 %

Так как 91 % > 75 %, то, согласно табл.1.1 методических указаний, грунт- пылеватый.

4.2. Определяем вид грунта по значению коэффициента пористости е:

так как 0,60 < < 0.8, то пески средней плотности.

4.3. Определяем разновидность грунта по степени влажности:

так как 0,8< = 0,97 ≤ 1,0, то песок насыщен водой.

4.4. Так как ε_SL=0<0,01, то, песок непросадочный.

По прил.2. табл.2.2 настоящих методических указаний по виду грунта, плотности сложения и степени влажности определяем расчетное сопротивление грунта ИГЭ-4

R_о≈100 кПа.

Вывод: ИГЭ-4 – грунт - песок средней плотности, пылеватый, насыщен водой, непросадочный с модулем деформации Е_о=15 МПа и начальным расчетным сопротивлением R_о≈100 кПа.

5. ИГЭ-5. Мощность слоя h₅=5,5 м.

Грунт связный, т.к. присутствуют влажность на границе текучести W_L и влажность на границе раскатывания W_Р.

5.1. Определяем наименование грунта по числу пластичности:

J_p=W_L-W_P=44-21=23%

Так как 17%< J_p=23% то этот грунт-глина.

5.2. Определяем состояние грунта по показателю текучести:

Так как J_L=0,17, то согласно прил. 1 табл.1.3 методических указаний, глина полутвердая.

5.3. Определяем значение коэффициента пористости е:

5.4.Определяем степень влажности:

5.5. Так как ε_SL=0<0,01, то, согласно прил. 1 табл.1.6 методических указаний, глина непросадочная.

4.6. Определяем плотность грунта в сухом состоянии:

По прил.2. табл.2.3 методических указаний по виду грунта, плотности сложения и степени влажности определяем расчетное сопротивление грунта ИГЭ-4

R_о≈393 кПа.

Вывод: ИГЭ-4-грунт-глина полутвердая, непросадочная с модулем деформации Е_о=18 МПа и начальным расчетным сопротивлением R_о≈393 кПа.

3. Построение инженерно-геологических разрезов.

Инженерно-геологические разрезы строятся по направлениям, являющимся наиболее информативными. В нашем случае наиболее информативными будут разрезы 1-1-по скважинам 1-3 и 2-2 по скважинам 2-4. Они дают наибольшую информацию о состоянии рельефа строительной площадки, т.к. разрезы примерно совпадают с направлением главных осей проектируемого здания.

Построение инженерно-геологических разрезов 1-3 и 2-4 см. на графической части.

4. Расчет траншейной «стены в грунте» как глубокого фундамента.

Подпорную стену рассчитываем на погонный метр ее длины.

Условный угол приведения пригрузочного давления находим по формуле:

Ɵ = 45º - φ/2 = 45º - 27º / 2 = 31,5º.

Активное давление связного грунта действует не по всей высоте стен, а лишь начиная с глубины h_c от поверхности:

h_c =2c/γ tgƟ = 2 2,95 / 15,3 · tg 31,5º = 0,63 м.

Равнодействующая дополнительного бокового давления от пригруза составляет:

E_q =q_кр · H_q · tg²Ɵ = 80 · 3,5 · tg²31,5º = 105 кН.

Равнодействующая активного давления вычисляется по формуле:

Е_a = [ γ (H₃+h) tg² Ɵ – 2 c tg Ɵ] (H₃+ h - h_c)/2 =

= [15,3 (15.1+h) tg² 31.5º – 2 2,95 tg 31.5º] (15,1 + h – 0.63)/2 =

= (5,75h + 84,5) (7.2 + 0.5h) = 2.88h² + 83.65h + 608,4.

z_а = h + H₃– h_c = h + 15.1 – 0.63 = h + 14.47;

Равнодействующая пассивного давления вычисляется по формуле:

Е_p = γ h²/2 tg² (45º + φ/2) + 2 c tg (45º +φ/2) h =

= 15,3 h²/2 tg² (45º + 27º/2) + 2 2,95 tg (45º + 27º/2) h =

= 20,37 h²+ 9,63h.

Трапецевидную эпюру пассивного давления грунта разбиваем на прямоугольную и треугольную составляющие и момент относительно точки О определяем по формуле:

E_p z_p = E_p_пр z_p_пр+ E_p _тр z_p_тр=

= 20,37 h²(0.67h + 14.47) + 9,63h (0.5h + 14.47) =

= 13.65 h³+ 300 h²+ 139.3 h,

где z_p_пр= h/2 + H₃– h_c = 0.5h + 15.1 – 0.63 = 0.5h + 14.47;

z_p_тр= 2h/3 + H₃– h_c = 0.67h + 15.1 – 0.63 = 0.67h + 14.47.

Подставим выше полученные уравнения в формулу ΣМ_О=0. Тогда

E_q z_q + E_a z_a - E_p z_p = 0,

105 4.26 + (2.88h² + 83.65h + 608,4) (h + 14.47) – (13.65 h³+ 300 h²+ 139.3 h) = 447 + 2.88 h³+ 83.65h²+ 608,4h + 41,7h² + 1210.4h + 8803,5– 13.65h³ - 300 h²- 139.3h = -10.77h³– 174,65h²+1680h + 9250 = 0.