Пример расчета

При испытании суглинков на глубине 2,5 м получены следующие результаты:

Построим график зависимости осадки от удельного давления S=f(p):

Далее вычисляем значение модуля деформаций по формуле

, (8.1)

где k – безразмерный коэффициент, зависящий от материала штампа и его формы; принимаем для круглых штампов равным 0,8; d – диаметр штампа; m - коэффициент Пуассона; Dp – приращение среднего давления по подошве штампа; Ds – приращение осадки штампа при изменении давления на Dp.

Значение Dp определяют графически в пределах условно прямолинейного участка графика. Началом участка является точка на графике, соответствующая природному давлению. За конечные значения р _к и S _к — значения р_i и S_i, соответствующие четвертой точке графика на прямолинейном участке.

Если при давлении р_i приращение осадки будет вдвое больше, чем для предыдущей ступени давления р_{i -1}, а при последующей ступени давления р_{i +1} приращение осадки будет равно или больше приращения осадки при р_i, за конечные значения р _к и S _к следует принимать р_{i -1} и S_{i -1}. При этом количество включаемых в осреднение точек должно быть не менее трех. В противном случае при испытании грунта необходимо применять меньшие ступени давления.

Для вычисления Dp на графике находим опытную точку 1, соответствующую полной осадке штампа при природном давлении грунта p_пр на глубине установки штампа Н.

Точка 1. p₁ = p_пр =r×H = 20 (кН/м³) × 2,5 (м) = 50 кПа = 0,05 МПа => s₁ =0,95мм.

Затем обозначают на графике следующие точки: 2, 3, 4, 5, 6, полученные при последующих ступенях нагружения. Точка 4 соответствует давлению 0,2×МПа (см.таблицу).

Точка 4. p₄ =0,2МПа => s₄ =6,3мм.

Поскольку приращение осадки штампа при давлении 0,2 МПа не превышает двойного приращения осадки за предыдущую ступень нагружения (0,15МПа): Δs₄ =1,95 < 2 Δs₃ =3,4мм, за конечное давление р_к можно принять 0,2 МПа.

Следовательно, Dp = р₄-р₁ = 0,2 - 0,5 = 0,15 МПа и Ds = s₄ - s₁ = 6,3-0,95 =5,35 мм. Отсюда модуль деформаций:

15,8МПа.

2. На рис. 8.1 представлены результаты статического зондирования зондом диаметром 36 мм с регистрацией удельного сопротивления грунта под конусом зонда q и сопротивления грунта по боковой поверхности зонда f.

В пределах заданных литологических слоев по варианту определите среднее значение q_З и f_З и произведите оценку следующих показателей грунтов:

для песков – угол внутреннего трения φ, модуль деформации Е, плотность сложения;

для глинистых грунтов – угол внутреннего трения φ, удельное сцепление с, модуль деформации Е и показатель текучести I_L.

Варианты заданий

Рис. 8.1. График статического зондирования грунтов установкой С-979: 1 – q - удельное сопротивление грунта под конусом зонда; 2 - f – сопротивление грунта по муфте трения

При определении физико-механических характеристик грунтов в качестве показателей зондирования следует принимать:

при статическом зондировании – удельное сопротивление грунта под конусом зонда q_З и удельное сопротивление грунта по муфте трения зонда f_З. В случае применения зонда I типа сопротивление грунта по боковой поверхности Q_З пересчитывается для каждого инженерно-геологического элемента на удельное сопротивление грунта трению f_З, где f_З – среднее значение сопротивления грунта по боковой поверхности зонда, МПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления по боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в точке зондирования;

при динамическом зондировании – условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда р.

Пример ответа: Для интервала глубины статического зондирования 2-4 м в аллювиальных песках средней крупности получены осредненные значения q_З = 12,0МПа и f_З = 0,8МПа. В соответствии с прил. 8 по значению q определяют показатели, требуемые по заданию. Пески имеют среднюю плотность сложения, φ = 35⁰, Е = 30МПа.