Брянская государственная инженерно-технологическая академия
Кафедра автомобильных дорог
М Е Х А Н И К А Г Р У Н Т О В
КУРС ЛЕКЦИЙ
Для студентов 2 курса о/о (семестр 4) и 3 курса з/о по дисциплине Б2.Б.7.3 «Механика грунтов». Направление подготовки бакалавров: 270800 СТРОИТЕЛЬСТВО. Профиль подготовки АД. Квалификация (степень) выпускника бакалавр.
БРЯНСК 2013
Брянская государственная инженерно-технологическая академия
Кафедра автомобильных дорог
Утверждено
Научно - методическим
Советом БГИТА
Протокол № _____
От «____» ________ 2013 г.
М Е Х А Н И К А Г Р У Н Т О В
КУРС ЛЕКЦИЙ
БРЯНСК 2013
Введение
Целью преподавания дисциплины «Механика грунтов» является приобретение студентами-бакалаврами определенного объема знаний и практических навыков по расчету разных видов грунтов в различных условиях дорожного хозяйства. Дисциплина базируется на основных дисциплинах, таких как: «Сопротивление материалов», «Геология», «Математика», «Геодезия» и ряде других.
Целью изучения дисциплины «Механика грунтов» является ознакомление студентов-бакалавров с основными материалами природного происхождения: грунтами и их взаимодействием с сооружениями. Состав, строение и свойства грунтов разных строительных площадок определены природой и могут существенно различаться, требуя каждый раз специального изучения. Поведение грунтов под нагрузками сопровождается сложными процессами, во многом отличающимися от поведения конструкционных материалов. Это потребовало разработки специальных экспериментальных методов и теоретического аппарата механики грунтов для описания процессов их деформирования и разрушения. Прочность грунтов обычно в сотни раз меньше, а деформируемость в тысячи раз больше, чем конструкционных материалов. Недоиспользование несущей способности грунтов основания приводит к удорожанию строительства, но ошибочная оценка поведения грунтов основания часто бывает причиной аварий сооружений. Поэтому необходимо уметь не только правильно оценивать прочностные и деформационные свойства грунтов, но и разрабатывать оптимальные конструктивные решения передачи нагрузок от сооружения на основание, а в ряде случаев предусмотреть и способы улучшения строительных свойств грунтов основания.
Целью изучения дисциплины «Механика грунтов » также является ознакомление студентов-бакалавров с вопросами распределения напряжений в массиве грунта, методами оценки степени прочности и устойчивости грунтов в основании дорожных сооружений, а также деформаций грунтов под действием приложенных к ним сил с учетом фактора времени.
Основная задача – подготовка бакалавров, умеющих правильно оценивать и улучшать свойства грунтов, возможность их деформации и потери устойчивости под действием нагрузки, с учетом особенностей работы грунта в земляном полотне автомобильных дорог и других дорожных сооружениях.
Дисциплина «Механика грунтов» состоит из 8 лекционных занятий, 8 лабораторных занятий, выполнения студентами очной формы обучения расчетно-графической работы, студентами заочного отделения – контрольной работы и самостоятельного изучения части теоретического материала, что отражено в таблице:
Виды учебных занятий
Трудоемкость
Лекции
Лабораторные занятия
Итого: аудиторных часов
Экзамен
4 семестр
Расчетно- графическая работа
4 семестр
Самостоятельная работа
Общая трудоемкость, час:
Дидактические единицы
Требования ГОС ВПО по минимальному уровню содержания дисциплины для подготовки бакалавра по направлению 270800 СТРОИТЕЛЬСТВО для учебной дисциплины: Б2.Б.7.3 «Механика грунтов».
Индекс
Наименование дисциплины и её основные разделы
Всего часов
Б2.Б.7.3
Б2.Б.7.3 «Механика грунтов»
Физико-механические свойства (характеристики) грунтов основания. Напряженное состояние грунтов основания. Расчет оснований по несущей способности и устойчивости. Расчет оснований по деформациям. Оценка устойчивости склонов, откосов и массивных подпорных стенок.
Наименование разделов, тем,
Содержание и трудоемкость в часах лекционных занятий
Б2.Б.7.3 «Механика грунтов»
Очная форма обучения
№ п/п
Раздел дисциплины, номер лекции, тема и основные вопросы, трудоемкость в часах
Форма лекционного…
Лекция № 1
Тема: «Физико-механические свойства (характеристики) грунтов оснований. Часть 1 - Состав, строение и состояние грунтов»
Вопросы:
1 – Происхождение грунтов. Составные части грунтов.
2 – Виды воды в грунте.
3 – Газообразная составляющая грунта.
4 – Структура, текстура и связность грунтов.
Вопрос 1 - Происхождение грунтов. Составные части грунтов
Грунтовые основания. Всякое сооружение расположено на грунтовом основании. Обычно основание состоит из разных типов грунтов, очень редко из грунта… Сооружение и основание составляют единую систему. Свойства грунтов основания,… Грунтом называют всякую горную породу, используемую в качестве основания, среды или материала при строительстве…
Вопрос 2 – Виды воды в грунте
Кристаллизационная вода принимает участие в строении кристаллических решеток минералов и находится внутри частиц грунта. Удаление ее путем… Вода, заполняющая поры грунта («поровая вода»), может растворять содержащиеся…
Вопрос 3 – Газообразная составляющая грунта
Газ содержится в грунтах в виде пузырьков, окруженных поровой водой, в растворенном виде (в поровой воде) или в свободном виде (воздух, сообщающийся…
Вопрос 4 – Структура, текстура и связность грунтов
Зернистая структура характерна для несвязных грунтов (песок, гравий и др.). Взаимное расположение отдельных частиц в грунте зависит от условий их… Сотообразная (губчатая) структура свойственна глинистым грунтам. Глинистые… Хлопьевидная структура образуется при осаждении в воде коллоидных частиц. Эти частицы обычно длительное время…
Лекция № 2
Тема: «Физико-механические свойства (характеристики) грунтов оснований». Часть 2
Вопросы:
1 – Основные физико - механические характеристики грунтов.
2 – Классификация и типы грунтовых оснований.
3 – Строение оснований.
Вопрос 1 - Основные физико - механические характеристики грунтов
Плотность сухого грунта rd определяется по формуле:
rd = r / (1 + W) ,(2.1)
Вопрос 2 - Классификация и типы грунтовых оснований
Итак, грунтомназывают горные породы, а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека, находящиеся в пределах зоны выветривания земли и являющиеся объектом инженерно-строительной деятельности человека.
В соответствии с ГОСТ 25 100 – 95 «Грунты. Классификация» все грунты классифицируются по характеру структурных связей (классы); по происхождению (группы); по условиям образования (подгруппы) по петрографическому и гранулометрическому составу, степени неоднородности и числу пластичности (тип); по структуре, текстуре, составу связующего вещества, плотности сложения, относительному содержанию и степени разложения органических веществ, по степени уплотнения от собственного веса (вид). ГОСТ 25 100 – 95 разделяет все грунты на два класса: грунты с жесткими структурными связями (класс скальных грунтов); грунты без жестких структурных связей (класс нескальных грунтов). В зависимости от предела прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии (Rc) скальные грунты естественного или искусственного происхождения делят на скальные (Rc ≥ 5 МПа) и полускальные (Rc < 5 МПа).
Искусственные скальные породы могут быть получены закреплением грунта в природном залегании различными методами: силикатизацией, цементацией, смолизацией, термической обработкой и др.
Пески относят к группе обломочных несцементированных грунтов, подгруппе обломочных песчаных. Наиболее важные показатели, характеризующие несущую способность песчаных грунтов, приведены в таблице 2.5.
Основные характеристики глинистых грунтов (супесей, суглинков и глин) приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.5 – Основные характеристики песчаных грунтов
Тип (по гранулометри-ческому составу и массе частиц размером d )
Вид (по плотности сложения)
Разновидность (по степени влажности Sr)
Песок гравелистый (частиц размерами более 2 мм содержится более
25 %).
Плотные (е < 0,55)
Средней плотности
(0,55 < е ≤ 0,70).
Рыхлые (е > 0,70).
Маловлажные
(0 < Sr ≤ 0,5).
Влажные
(0,5 < Sr ≤ 0,8).
Насыщенные водой
(0,8 < Sr ≤ 1).
Песок крупный (частиц размерами более 0,5 мм содержится более 50 %).
Плотные (е < 0,55)
Средней плотности
(0,55 < е ≤ 0,70).
Рыхлые (е > 0,70).
Маловлажные
(0 < Sr ≤ 0,5).
Влажные
(0,5 < Sr ≤ 0,8).
Насыщенные водой
(0,8 < Sr ≤ 1).
Песок средней крупности (частиц размерами более 0,25 мм содержится более 50 %).
Плотные (е < 0,55)
Средней плотности
(0,55 < е ≤ 0,70).
Рыхлые (е > 0,70).
Маловлажные
(0 < Sr ≤ 0,5).
Влажные
(0,5 < Sr ≤ 0,8).
Насыщенные водой
(0,8 < Sr ≤ 1).
Песок мелкий (частиц размерами более 0,1 мм содержится более 75 %).
Плотные (е < 0,60)
Средней плотности
(0,60 < е ≤ 0,75).
Рыхлые
(е > 0,75).
____
Песок пылеватый (частиц размерами более 0,1 мм содержится менее 75 %).
Плотные (е < 0,60)
Средней плотности
(0,60 < е ≤ 0,80).
Рыхлые е > 0,80).
____
Примечание.
е – коэффициент пористости грунта.
Таблица 2.6 – Основные характеристики глинистых грунтов
Тип (наименование по числу пластичности Jр )
Вид (наименование по наличию включений размером d, мм и по содержанию крупных
частиц, % )
Разновидность (по консистенции, характеризующейся показателем текучести JL)
Супеси
1 ≤ Jр ≤ 7
С галькой (щебнем) или гравием (дресвой) (частиц размерами более 2 мм содержится 15 - 25 %)
Твердые
(JL < 0),
пластичные
(0 ≤ JL ≤ 1),
текучие
(JL > 1).
Суглинки
7 < Jр ≤ 17
Глины
Jр > 17.
Галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные)
(частиц размерами более 2 мм содержится 26 - 50 %)
Суглинки и глины твердые
(JL < 0),
полутвердые
(0 ≤ JL ≤ 0,25),
тугопластичные
(0,25 ≤ JL ≤ 0,50),
мягкопластичные
(0,50 ≤ JL ≤ 0,75),
текучепластичные
(0,75 ≤ JL ≤ 1,0),
текучие
(JL > 1).
К классу нескальных относят грунты: валунные, галечниковые, гравийные, песчаные, пылеватые и глинистые (супеси, суглинки и глины), лессовые, илы, биогенные почвы (сапропель, торф), искусственные (уплотненные, насыпные, намывные).
Валунными считают грунты с содержанием частиц крупнее 200 мм более 50 %, галечниковые – с частицами крупнее 10 мм более 50 %; гравийные – масса частиц крупнее 2 мм более 50 %.
К глинистым грунтам относят лессы (макропористые грунты), у которых поры видны невооруженным глазом. Лессы – пылевато-глинистые грунты, содержащие более 50 % (по массе) пылеватых (размером 0,05 – 0,005 мм) частиц, легко- и среднерастворимые соли и карбонаты кальция. В сухом состоянии лессовые грунты содержат вертикальный откос и выдерживают нагрузку до 0,1 - 0,3 МПа. При замачивании водой лессовые грунты теряют свои прочностные характеристики, так как коренным образом меняется их структура.
В зависимости от структуры глинистые грунты могут быть просадочными и набухающими. Просадочные грунты под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивании дают просадку и характеризуются относительной просадочностью εSl
(отношение уменьшения высоты замоченного образца грунта при давлении, ожидаемом после возведения сооружения, к высоте образца грунта с природными влажностью и давлением).
При εSl < 0,01 грунты считают непросадочными, при εSl > 0,01 – просадочными; при εSl = 0,01 … 0,05 – малосжимаемыми, при εSl > 0,05 – сильносжимаемыми.
Наибольшая просадочность наблюдается у макропористых (лессовых) грунтов, которые разделяются на два вида: низкопористые (е ≤ 0,80) и высокопористые (е > 0,80). В зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса просадочные, в основном лессовые грунты, подразделяют на два типа:
1 - возможна просадка от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см.
2 - помимо просадки грунтов от внешней нагрузки просадка их от собственного веса превышает 5 см.
К набухающим относят грунты, которые при замачивании увеличиваются в объеме и характеризуются относительным набуханием без возможности бокового расширения εSω (отношение увеличения высоты замоченного образца к его начальной высоте при естественной влажности). В зависимости от значения εSω грунты разделяют на набухающие (εSω < 0,12) и сильно набухающие (εSω > 0,12).
Набухающие делятся на слабо набухающие (0,04 ≤ εSω ≤ 0,08) и средне набухающие (0,08 ≤ εSω ≤ 0,08).
Все глинистые грунты могут быть набухаемыми. Но со строительной точки зрения к набухающим относят в основном глины, у которых при замачивании возникают большие силы набухания, стремящиеся выдавить опору вверх. Неравномерность набухания и усадки грунтов приводит к большим деформациям сооружений.
В группе осадочных несцементированных грунтов отдельными подгруппами классифицируют биогенные грунты (сапропели заторфованные, торфы) и почвы, которые как и илы, практически не используются в качестве оснований фундаментов.
Кроме выше перечисленных показателей песчаные и глинистые грунты характеризуются относительным содержанием органических веществ, степенью засоленности, температурой и льдинистостью (степенью цементации льдом).
Отдельной группой установлены искусственные грунты, подгруппы которых следующие: уплотненные в природном залегании, насыпные, намывные грунты.
Так как практически несжимаемыми могут быть только скальные грунты, а все основания деформируются под действием нагрузок и, следовательно, вызывают деформации надфундаментной части сооружения (осадки, крены, сдвиги), к основаниям любого фундамента предъявляют требования:
- достаточная прочность;
- сжимаемость грунтов в пределах, допустимых для нормальной эксплуатации сооружения;
- устойчивость против вымывания или выщелачивания.
В качестве оснований желательно использовать грунты скальных или крупнообломочных пород.
Вопрос 3 – Строение оснований
Сооружение редко располагается на одном грунте. Обычно в основании залегают несколько типов грунтов (Рисунок 1). Тогда кроме оценки свойств каждого… Различают такие понятия как: инженерно-геологические элементы(однородные части… Среди грунтов, на которых возводятся сооружения, есть несколько характерных типов особенных образований. Строительство…
Лекция № 3
Вопросы:
1 – Основные положения. Расчетная схема взаимодействия сооружения и… 2 – Определение напряжений по подошве фундаментов и сооружений.
Вопрос 1 – Основные положения. Расчетная схема взаимодействия
Сооружения и основания
Формирование напряжений в грунтовой толще происходит не мгновенно при приложении нагрузки, а может развиваться длительное время. Это связано со… Под действием собственного веса в массивах грунтов всегда формируется… Определение напряжений в грунте - сложная задача, решаемая с помощью линейной теории упругости. Определенное с помощью…
Вопрос 3 – Определение напряжений в грунтовом массиве от действия местной нагрузки на его поверхности.
Распределение напряжений в основании определяется методами теории упругости. Основание при этом рассматривают как упругое полупространство,… В основе решения задачи о распределении напряжений в упругом полупространстве… Это решение позволяет определить все компоненты напряжений и деформаций в любой точке полупространства Мот действия…
Вопрос 4 – Влияние формы и площади фундамента в плане
Пользуясь выше приведенными формулами и табличными коэффициентами, можно построить эпюры нормальных напряжений σ z по вертикальной оси,… Для точек, расположенных под центром прямоугольной площади загружения (Рисунок…
Лекция № 4
Тема: «Определение напряжений в массиве грунтов
От действия собственного веса и приближенными методами
от действия прилагаемых на грунт нагрузок»
Вопросы:
1 – Определение напряжений в массиве грунтов от действия собственного веса.
2 – Определение напряжений по методу угловых точек.
3 – Действие равномерно распределенной полосовой нагрузки (плоская задача).
Вопрос 1 – Определение напряжений в массиве грунтов от действия собственного веса
Начальное напряженное состояние массива грунта может также изменяться в период работ нулевого цикла: вследствие выемки грунта при разработке… Точное определение начального и исходного напряженного состояния очень сложная… Тогда при горизонтальной поверхности массива грунтов напряжения на глубине z определяют по выражениям:
Вопрос 2 – Определение напряжений по методу угловых точек.
Действительно, если проекция рассматриваемой точки М' на горизонтальную поверхность полупространства (точка М) располагается в пределах площади… σ z =σ zI +σ zII+σ z III +σ zIV=0,25 (αI +…
Вопрос 3 – Действие равномерно распределенной
По мере увеличения отношения длины площади загружения l к ее ширине задача по… Если во всех точках перпендикулярного продольной оси нагрузки сечения изотропного тела определить σ z , σ у…
Лекция № 5
Тема: «Расчет оснований по несущей способности (прочности)
и устойчивости»
Вопросы:
1 – Основные положения теории предельного равновесия
2 – Виды критических нагрузок, действующих на грунты основания
3 - Начальная критическая нагрузка
4 – Нормативное сопротивление и расчетное давление
5 - Предельная критическая нагрузка
Вопрос 1 – Основные положения теории предельного равновесия
Практика показывает, что при определенных условиях может произойти потеря устойчивости части грунтового массива, которая сопровождается разрушением… Для элементарного объема грунта могут существовать такие соотношения… В реальных условиях, когда грунтовый массив является основанием или средой, в которой строят сооружение, в нем…
С помощью уравнений (5.3) и (5.4) можно оценить напряженное состояние грунта в любой точке, предварительно определив компоненты этих уравнений.
Основное развитие теория предельного равновесия получила при решении плоских задач.
Строгие, приближенные и инженерные решения. Решения теории предельного…
Вопрос 2 – Виды критических нагрузок, действующих
На грунты основания
Если грунт обладает связностью, а ступени нагрузки не велики, то начальный участокОаграфика зависимостей s = f (р) на рисунке 17, абудет почти… При дальнейшем возрастании нагрузки (участок аб на рисунке 17, а) развивается… Наибольшее напряжение, ограничивающее этот участок, называется начальной критической нагрузкой на основание, а…
Вопрос 3 - Начальная критическая нагрузка
По определению, начальная критическая нагрузка соответствует случаю, когда в основании под подошвой фундамента в единственной точке под гранью… Для нахождения величиныр нач. крит. в случае плоской задачи пользуются…
Вопрос 4 – Нормативное сопротивление и расчетное давление
Проведенными многочисленными наблюдениями за осадками построенных сооружений было установлено, что если допустить под подошвой…
Нормативное сопротивление соответствует наибольшему значению среднего сжимающего напряжения под подошвой фундамента, до достижения которого оказывается возможным для расчетов осадок использовать математический аппарат теории линейного деформирования грунта.
Тогда, подставив формулу (5.15) z мах = ¼ b , получим (5.18):
Rн = [π(γ b/4+ γ' d + c . ctg φ)] / (ctg φ + φ – π/2) + γ' d, (5.18)
Это выражение часто представляют в виде трехчленной формулы (5.19):
Rн = М γ γ b + М q γ' d + Мсc , (5.19)
где М γ , М q , Мс – безразмерные коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта φ и вычисляемые по формулам (5.20), (5.21) и (5.22):
М γ = π / 4 (ctg φ + φ – π/2), (5.20)
М q = π / (ctg φ + φ – π/2) + 1 , (5.21)
М с = π ctg φ / (ctg φ + φ – π/2) , (5.22)
Значения коэффициентов М γ , М q , Мс приведены в таблице 5.1.
СНиП 2.02.01 – 83 при расчете осадок построенных сооружений вводит понятие расчетного сопротивления грунта основания R, оно будет рассмотрено позже.
Таблица 5.1 - Значения коэффициентов М γ , М q , Мс
Угол внутреннего трения, φII, град
Коэффициенты
М γ
М q
Мс
0,00
1,00
3,14
0,03
1,12
3,32
0,06
1,25
3,51
0,10
1,39
3,71
0,14
1,55
3,93
0,18
1,73
4,17
0,23
1,94
4,42
0,29
2,17
4,69
0,36
2,43
4,99
0,43
2,73
5,31
0,51
3,06
5,66
0,61
3,44
6,04
0,72
3,87
6,45
0,84
4,37
6,90
0,98
4,93
7,40
1,15
5,59
7,95
1,34
6,34
8,55
1,55
7,22
9,22
1,81
8,24
9,97
2,11
9,44
10,80
2,46
10,85
11,73
2,88
12,51
12,79
3,88
14,50
13,98
Вопрос 5 – Предельная критическая нагрузка
Предельная критическая нагрузка ри соответствует напряжению под подошвой фундамента, при котором происходит исчерпание несущей способности грунтов… Для идеально связных грунтов (φ = 0; с > 0) определение критической…
Лекция № 6
Тема: «Практические способы расчета несущей способности и устойчивости оснований»
Вопросы:
1 – Расчет основания по несущей способности
2 – Расчет фундамента на плоский сдвиг
3 - Понятие о коэффициенте устойчивости
4 – Расчет фундамента по схеме глубинного сдвига
5 – Расчет на опрокидывание
Вопрос 1 – Расчет основания по несущей способности
Практические способы расчета устойчивости оснований фундаментов и сооружений регламентированы существующими строительными нормами. Исходными данными… - инженерно-геологическое строение основания, включая наивысшее положение… - расчетные значения физико-механических характеристик грунтов всех слоев основания (удельный вес γ' и γ…
Вопрос 2 – Расчет фундамента на плоский сдвиг
В этом случае выражение (6.1) может быть представлено в виде (6.6):
∑ Fsa ≤ γ c ∑ Fsr. / γ n , (6.6)
Вопрос 3 - Понятие о коэффициенте устойчивости
Во многих случаях при инженерных расчетах оказывается удобно использовать понятие коэффициента устойчивости kst.
Коэффициент устойчивости определяется как отношение величины предельных… В этом случае при kst = 1рассматриваемый объект находится в состоянии предельного равновесия, при kst > 1обладает…
Значение kst < 1 показывает, что прочность объекта не обеспечена, то есть неизбежно его разрушение.
kst = Fu. / F , (6.9)
Вопрос 4 – Расчет фундамента по схеме глубинного сдвига
При большой глубине подвала стены испытывают давление грунта засыпки с внешней стороны здания. Потеря устойчивости может иметь форму поворота… Исходя из кинематических условий в качестве центра вращения принимается точка…
Лекция № 7
Тема: «Оценка устойчивости склонов, откосов и
Вопросы:
1 – Устойчивость откоса в идеально сыпучих грунтах
2 – Учет влияния фильтрационных сил
Вопрос 1 - Устойчивость откоса в идеально сыпучих грунтах
Откосом называют искусственно созданную поверхность, ограничивающую природный грунтовый массив, выемку или насыпь (дорожное полотно, дамбы, земляные… Склоном называют откос, образованный природным путем и ограничивающий массив… Выбор оптимальной крутизны откосов при проектировании насыпей и выемок позволяет, с одной стороны, избежать аварии, а…
Вопрос 2 – Учет влияния фильтрационных сил
Если уровень подземных вод в массиве сыпучего грунта находится выше подошвы откоса, возникает фильтрационный поток, выходящий на его поверхность… Полагая, что кривая депрессии выходит на откос по касательной к его… Гидравлическая составляющая в единице объема грунта будет иметь вид (7.8):
Вопрос 3 – Устойчивость вертикального откоса в идеально связных грунтах
В отличие от сыпучих грунтов предельный угол заложения откосов, сложенных связными грунтами (φ = 0, с не равно нулю), не является постоянным и… Расчеты показывают, что наиболее неблагоприятное напряженное состояние… Максимальное главное напряжение в этой точке будет равно природному давлению, то естьσ1 = γ hо. Поскольку…
Обладающих трением и сцеплением
Для предельного значения высоты вертикального откоса в грунтах, обладающих…
Поверхность, ограничивающую откос
Задача заключается в следующем. Пусть задан откос с известным углом заложения α и характеристиками грунта φ, c и γ. Требуется… Расчетная схема этой задачи приведена на рисунке 24. Решение получено в… _
Вопрос 7 – Метод кругло цилиндрических поверхностей скольжения
Основным недостатком рассмотренных выше методов является то, что полученные решения справедливы при относительно однородных пол физико-механическим… На практике чаще используют приближенные инженерные методы расчета.
К ним относят: метод кругло цилиндрических поверхностей скольжения, метод Шахунянца и др.
Вопрос 8 – Учет действия подземных вод
Действие подземных вод на состояние оползневого склона проявляется различными путями. Вода оказывает взвешивающее действие на слагающие склон… Другим важным фактором является проявление гидродинамических (фильтрационных)… Методика учета воздействия фильтрационного потока на устойчивость склонов заключается в следующем. Удельный вес…
Вопрос 9 – Учет сейсмических воздействий
Сейсмические воздействия являются мощным фактором активизации оползневых процессов. В истории известны многие примеры катастрофических оползней,… Техника учета сейсмических сил в методе кругло цилиндрических поверхностей…
Вопрос 10 – Другие методы расчета устойчивости откосов
Определение устойчивости откосов и склонов при произвольной поверхности скольжения (слабые грунты, трещины в скальных породах, контакт дисперсных… Метод Г.М. Шахунянца имеет широкое применение при расчете… Как и в методе кругло цилиндрических поверхностей скольжения, выделенный потенциальный оползневый отсек разбивается на…
Вопрос 11 - Расчет устойчивости подпорных стенок
Ограждающие конструкции предназначены для того, чтобы удерживать от обрушения находящийся за ними грунтовый массив.
Рисунок 27 – Примеры конструкций подпорных стенок:
По характеру ограждающие конструкции делят на жесткие и гибкие. К жестким относят конструкции, которые под действием давления грунта практически не сжимаются. Гибкиеподпорные стенки выполняют из шпунта, их называют шпунтовыми стенками. При воздействии нагрузки они изгибаются и характер эпюры давлений грунта на стенку зависит от ее деформаций. В дорожном строительстве наибольшее применение получили жесткие подпорные стенки.
Расчет устойчивости подпорных стенокпри соответствующих кинематических схемах (активное давление на разного вида поверхности стенок: при равномерно распределенной нагрузке, при местной нагрузке, для случая засыпки связным грунтом; а также пассивное давление на стенку) производят на плоский сдвиг, глубинный сдвиг и опрокидывание. Расчеты производят аналогично изложенным в лекции № 6 при расчете устойчивости фундаментов.
Необходимо иметь в виду, что в этих расчетах активное давление всегда относится к группе сдвигающих воздействий, а пассивное – к группе удерживающих воздействий на подпорную стенку.
Вопрос 12 - Длительная устойчивость откосов, склонов и удерживающих конструкций
Грунты являются реологической средой. Снижение прочности грунтов во времени приводит к постепенному уменьшению устойчивости массивов горных пород и… Известно много случаев, когда стоявшие незыблемо откосы и склоны, казалось бы,… Деление склонов на устойчивые и неустойчивые условно. Устойчивый в настоящий момент времени склон может перейти в…
Вопрос 1 - Виды и природа деформаций грунта
Под действием нагрузки, приложенной к основанию сооружения через фундамент, в грунте основания возникает напряженное состояние, которое вызывает… Поскольку в общем случае грунты состоят из трех компонентов: твердых частиц… Виды деформаций грунта и физические причины, их вызывающие, систематизированы и приведены в таблице 8.1.
Вопрос 2 – Общие сведения о методах расчета фундаментов
Мелкого заложения по второй группе предельных состояний
Расчет по второй группе предельных состояний производят с целью предотвращения…
Вопрос 3 - Расчет фундаментов мелкого заложения по второй группе
Предельных состояний методом послойного суммирования
Расчет осадки фундамента методом послойного суммирования рекомендован СНиП 2.02.01 – 83и является основным при расчетах осадок фундаментов зданий и… Вначале производится привязка фундамента к инженерно-геологической ситуации… Затем от поверхности природного рельефа строят эпюру природного давления нормальных сжимающих напряжений от веса…
Вопрос 3 – Расчет и проектирование свайных фундаментов
Основные положения расчета. Расчет свайных фундаментов и их оснований ведут по двум группам предельных состояний:
по первой группе – по несущей способности грунта основания свай; по… по второй группе – по осадкам свайных фундаментов от вертикальных нагрузок; по перемещениям свай совместно с грунтом…
Если L расч ≤ 0, то свая работает аналогично свае – стойке.
Вопрос 5 - Статические методы
Метод испытания свай вертикальной статической нагрузкой, несмотря на сложность, длительность и значительную стоимость, позволяет наиболее точно…
М Е Х А Н И К А Г Р У Н Т О В
Курс лекций
для студентов 2 курса о/о (семестр 4) и 3 курса з/о, направление подготовки…