1.Определение физических характеристик грунта

Инженерно геологический элемент 1

Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнение к определенным в геодезической лаборатории.

r_s =2,65г/см³ –плотность частиц

r =1,68г/см³ -плотность грунта

₁₁=17,1 кН/м³ - удельный вес

w=11% - весовая влажность

₁₁=28 - угол внутреннего трения

Название грунта определяется по числу пластичности [1, табл. П.2.4]

I_p = w_L-w_p ,где

w_L – влажность на границе текучести

w_p – влажность на границе раскатывания

I_p=0 - песок

Гранулометрический состав песка:

Масса частиц крупнее 2мм =0%<25%

Масса частиц крупнее 0,5мм=7.4%<50%

Масса частиц крупнее 0,25мм=37,2%<50%

Масса частиц крупнее 0,1мм=78,6%>75% т.е. песок мелкий [1,табл.П.2.1]

Коэффициент пористости определяется по формуле

,где

w - весовая влажность

r_s –плотность частиц

r -плотность грунта

в соответствии с [1, табл. П 2.3] песок характеризуется средней плотности

Пористость:

Плотность грунта во взвешенном водой состоянии определяется по формуле

_sb =(_s-_w)(1-n),где

r_s -плотность частиц

r _w -плотность воды

_sb = (2,65-1)(1-0,431)=0,94 г/см³

Удельный вес во взвешенном водой состоянии

_sb = _sbg

_sb = 0,94×10=9,4 кН/м³

Плотность грунта в сухом состоянии определяется по формуле:

,где

w-весовая влажность

r -плотность грунта

г/см³

Удельный вес в сухом состоянии

_d = _dg

_d =1,513 ×10=15,13 кН/м³

Степень влажности песка определится по формуле

,где

S_r –степень влажности песка

w - весовая влажность

е – коэффициент пористости

-плотность частиц грунта

-плотность воды

В соответствии с [1, табл. П.2.2] песок характеризуется как маловлажный.

Расчетное сопротивление песка мелкой крупности, средней плотности составит

R₀=300 кПа [1, табл. П.3.1]

Модуль деформации.

Определяется по результатам испытания грунта штампом. Строим график S = f ( P ).

Результаты испытания грунта ИГЭ-1 штампом (А=5000см²)

p,кПа		0,0	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
	s,мм	0,0	2	3	7	10	15	22	28	36	50	80	120

Рис. 1.1 График испытания грунта штампом

,где

– безразмерный коэффициент, учитывающий форму штампа

d = 0,798м - диаметр штампа

- коэффициент Пуассона

приращение давления на штамп между двумя точками, взятыми на осредняющем участке, кПа.

, где

– давление от собственного веса грунта на уровне заложения фундамента

давление, соответствующее конечной точке прямолинейного участка графика S = f ( P )

приращение осадки штампа между этими двумя точками, м

, где

– осадки штампа, соответствующие началу и концу прямолинейного участка графика S = f ( P )

Инженерно геологический элемент 2

Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнение к определенным в геодезической лаборатории.

_s =2,68г/см³ –плотность частиц

 =1,62г/см³ -плотность грунта

₁₁ =15,9 кН/м³ - удельный вес

w =16% - весовая влажность

w_p =14% -граница раскатывания

w_L=20% - граница текучести

₁₁=17 ° - угол внутреннего трения

C_II=10кПа - удельное сцепление

Название грунта определяется по числу пластичности [1, табл. П.2.4]

I_p = w_L-w_p ,где

w_L – влажность на границе текучести

w_p – влажность на границе раскатывания

I_p=20-14 =6 % - супесь

По показателю текучести [1, табл. П. 2.5]

,где

w_p – влажность на границе раскатывания

w - весовая влажность

супесь характеризуется как пластичная.

Коэффициент пористости определяется по формуле

,где

w - весовая влажность

_s –плотность частиц

 -плотность грунта

Пористость

Плотность грунта во взвешенном водой состоянии определяется по формуле

_sb =(_s-_w)(1-n),где

r_s -плотность частиц

r _w -плотность воды

_sb = (2,68-1)(1-0,48)=0,874 г/см³

Удельный вес во взвешенном водой состоянии

_sb = _sbg

_sb = 0,874×10=8,74 кН/м³

Плотность грунта в сухом состоянии определяется по формуле

,где

w-весовая влажность

r -плотность грунта

г/см³

Удельный вес в сухом состоянии

_d = _dg

_d =1,397×10=13,97 кН/м³

Расчетное сопротивление супеси составит

R₀=186,9 кПа

Степень влажности

-Модуль деформации

Определяется по результатам компрессионных испытаний грунта . Строим график компрессионных испытаний е = f ( P ) . По графику определяем характеристики сжимаемости.

Используя нормативные рекомендации, определяется коэффициент сжимаемости в интервале давления 100-200 кПа.

_{Рис. 1.2 График испытания грунта в компрессионном приборе}

-Коэффициент сжимаемости

, где

-Компрессионный модуль деформации

,где

– Приведенный модуль деформации

,где

Инженерно геологический элемент 3

Требуется вычислить необходимые физические характеристики грунта в дополнение к определенным в геодезической лаборатории.

r_s =2,66г/см³ –плотность частиц

r =1,89г/см³ -плотность грунта

₁₁=18,6 кН/м³ - удельный вес

w=16% - весовая влажность

₁₁=38 - угол внутреннего трения

Название грунта определяется по числу пластичности [1, табл. П.2.4]

I_p = w_L-w_p ,где

w_L – влажность на границе текучести

w_p – влажность на границе раскатывания

I_p=0 - песок

Гранулометрический состав песка:

Масса частиц крупнее 2мм =41,6%>25%, т.е. песок гравелистый [1,табл.П.2.1]

Коэффициент пористости определяется по формуле

,где

w - весовая влажность

r_s –плотность частиц

r -плотность грунта

в соответствии с [1, табл. П 2.3] песок характеризуется средней плотности

Пористость

Плотность грунта во взвешенном водой состоянии определяется по формуле

_sb =(_s-_w)(1-n),где

r_s -плотность частиц

r _w -плотность воды

_sb = (2,66-1)(1-0,39)=1,01 г/см³

Удельный вес во взвешенном водой состоянии

_sb = _sbg

_sb = 1,01×10=10,1 кН/м³

Плотность грунта в сухом состоянии определяется по формуле

,где

w-весовая влажность

r -плотность грунта

г/см³

Удельный вес в сухом состоянии

_d = _dg

_d =1,629 ×10=16,29 кН/м³

Степень влажности песка определится по формуле

,где

S_r –степень влажности песка

w - весовая влажность

е – коэффициент пористости

-плотность частиц грунта

-плотность воды

В соответствии с [1, табл. П.2.2] песок характеризуется как влажный.

Расчетное сопротивление песка средней крупности, средней плотности составит

R₀=500 кПа

[1, табл. П.3.1]

-Модуль деформации

Определяется по результатам компрессионных испытаний грунта . Строим график компрессионных испытаний е = f ( P ) . По графику определяем характеристики сжимаемости.

_{Рис. 1.3 График испытания грунта в компрессионном приборе}

-Коэффициент сжимаемости

,где

-Компрессионный модуль деформации

,где

– Приведенный модуль деформации

,где

Тип грунта		Песок(мелкий)	Супесь (пластичная)	Песок (гравелистый)
Удельный вес твердых частиц, кН/м3	gs	26,5	26,8	18,9
Удельный вес, кН/м3	g11	17,1	15,9	18,6
Удельный вес грунта во взвешенном водой состоянии, кН/м3	gsb	9,4	8,74	10,1
Удельный вес сухого грунта, кН/м3	gd	15,13	13,97	16,29
Коэф. Пористости	е	0,75	0,92	0,63
Пористость	n	0,43	0,48	0,39
Природная влажность	w	0,11	0,16	0,16
Коэф. Водонасыщения	Sr	0,39(маловлажный)	0,47(маловлажный)	0,67(влаж- ный)
Влажность на границе текучести	wl	-	0,2	-
Влажность на границе раскатывания	wp	-	0,14	-
Число пластичности	Ip	-	0,06	-
Показатель текучести	Il	-	0,3	-
Угол внутреннего трения, градус	j11	28	17	38
Модуль деформации, кПа	Е	17927	8522,6	30723
Расчетное сопротивление грунта оснований, кПа	Ro	300	186,9	500
Удельное сцепление, кПа	С11	-	10	-