Хід роботи:

1. Визначення величини гідростатичного тиску в межах одного з розрахункових блоків виконуємо за формулою:

;

де : - питома вага води ;

- об‘єм частини виділеного блоку нижче

рівня грунтових вод , що перебуває

під дією гідростатичного тиску.

_;

де: - рівні ґрунтових вод на межах

розрахункового блоку ;

– довжина лінії сковзання в межах

розрахункового блоку ;

- кут між дотичною до лінії сковзання

в межах розрахункового блоку та

горизонталлю.

2 Визначення величини гідродинамічного тиску в цьому ж блоці виконуємо за формулою:

;

де : - гідравлічний градієнт : ;

- найвищий рівень грунтових вод

в межах розрахункового блоку ;

- найнижчий рівень грунтових вод

в межах розрахункового блоку ;

- ширина розрахункового блоку.

3. Розрахунок результуючої дії гідродинамічного та гідростатичного тиску виконуємо за формулою:

,

де : - рівень ґрунтових вод у середній

частині блоку, відрахований від

деякої умовної горизонтальної

поверхні (підошви водотриву, якщо

вона горизонтальна ) ;

- середня ордината від поверхні

сковзання до цієї поверхні.

Практична робота № 8.

Тема:” Визначення коефіцієнта запасу стійкості схилу методом круглоциліндричних поверхонь”.

Одним з найбільш поширених методів розрахунку стійкості схилів та відкосів, складених однорідними ґрунтами, є метод круглоциліндричних поверхонь, запропонований К.Терцагі.

Особливістю розрахункової схеми, яка відповідає цьому методу, є припущенням, що стан граничної рівноваги спостерігається тільки в точках вздовж поверхні ковзання, а тіло зсуву є жорстким недеформованим тілом ( рис.14 ).

Рис.14. Розрахункова схема для визначення

найнебезпечнішої поверхні ковзання зсуву за В.Філленіусом.

К.Терцагі та В.Феленіус визначали стан рівноваги за рівністю величин моментів утримуючих та зсувних сил. Положення найбільш напруженої поверхні ковзання встановлювалося шляхом підбору при проведенні багаторазових розрахунків для ймовірних випадків розташування центру поверхні ковзання.

Умовою рівноваги потенційного тіла зсуву є рівність сум моментів утримуючих та зсувних сил :

= ;

Сума моментів утримуючих сил розраховується за формулою :

;

а сума моментів зсувних сил розраховується за формулою :

;

В стані граничної рівноваги коефіцієнт стійкості дорівнює одиниці, тобто :

;

де : - параметри міцності грунту, - вага - того розрахункового блоку тіла зсуву, - кут між вертикаллю і напрямом нормальної складової, - довжина поверхні ковзання в межах розрахункового блоку.

Положення центру обертання найнебезпечнішої поверхні ковзання можна визначати зручнішим способом, а саме за графіком Янбу ( рис. 15 ).

Рис.15. Графік Янбу для визначення центру обертання

найнебезпечнішої поверхні ковзання.

Вихідні дані : ; ; ; ; .

Ґрунтові води на глибину розвіданої товщі не зустрінуті.

Хід роботи.

1. За вихідними даними ( висотою та кутом природного схилу) будуємо розрахунковий переріз схилу.

2. Розраховуємо значення показника і за графіком Янбу при певній величині кута природного схилу чи відкосу знаходимо величини і , необхідні для визначення координат центра обертання ( точки ).

3. Розраховуємо координати центру обертання за формулами : ; ;

4. Знаходимо центр поверхні ковзання, відкладаючи від підошви схилу вертикально відрізок довжиною і горизонтально відрізок довжиною . Із знайденого центра через підошву схилу проводимо дугу найнебезпечнішої поверхні ковзання ( рис. 16 )

Рис.16. Розрахункова схема для визначення найнебезпечнішої

поверхні ковзання зсуву за графіком Янбу та розрахунку

стійкості відкосу.

5. Отримане тіло зсуву розбиваємо на блоки, причому одна з вертикальних меж проводиться через центр обертання, а ще одна - через бровку схилу. Інші вертикальні межі блоків проводяться через 3 - 5 метрів.

6. Нумеруємо блоки і визначаємо графічно, за масштабом рисунка параметри кожного блока, необхідні для виконання розрахунку стійкості : ширину блоку , висоту блоку зліва і справа , кут між вертикаллю і нормальною складовою , довжину поверхні сковзання в межах блоків . Результати вимірювань заносимо до таблиці 9 .

7. Подальші розрахунки виконуємо в табличній формі :

8. Розраховуємо об’єм і вагу блоків за формулами :

; ;

9. Підсумовуючи результати розрахунків по блокам, визначаємо величину коефіцієнта запасу стійкості схилу.

Таблиця 9.

Результати розрахунку стійкості схилу методом

круглоциліндричної поверхні сковзання.

№ блоку	1	2	3	4	5
, м
, м
,м
, м3
, град.
д.од.

Практична робота № 9

Тема : “Розрахунок осідання грунтової основи

стрічкових фундаментів

методом пошарового підсумовування.”

Однією з найважливіших задач механіки грунтів є розрахунки і прогнозування деформацій ґрунтової основи, які виникають за рахунок:

1. зовнішніх сил (при навантаженні будівлями і спорудами, при транспортних навантаженнях);

2. внутрішніх сил (при зміні фізико - механічних характеристик ґрунтів у часі);

3. прояву особливих властивостей ґрунту (просідання, набухання і т.д.);

4. під дією сил, що виникають внаслідок розвитку інженерно –геологічних процесів ( зсувів, ерозії, суфозії, абразії, карсту, тощо ).

5. при прояві динамічних навантажень ( сейсмічних, навантажень від технологічного обладнання тощо ).

Деформації за видами поділяються на рівномірне і

нерівномірне осідання, крен та зміщення. Серед найпоширеніших вертикальних деформацій розрізняють:

1. осідання – за рахунок стиснення ґрунту під навантаженням;

2. просідання – за рахунок зміни структурної міцності лесових ґрунтів ;

3. здимання – морозне здимання та набухання глинистих ґрунтів;

4. усадку – зменшення об‘єму зразка ґрунту при зменшенні вологості;

5. осідання поверхні – деформації, викликані змінами в нижніх шарах ґрунту (добування корисних копалин, відкачка води);

6. провали – деформації, пов‘язані з порушеннями суцільності ґрунтових масивів.

Основним методом розрахунку осідання фундаментів для звичайних грунтових основ є метод пошарового підсумовування, який використовується з 30–х років до теперішнього часу відповідно до діючих будівельних норм.

В інженерних розрахунках допустимість використання цього методу оцінюють за умовою:

;

де : - середній тиск на підошві фундаменту.

– розрахунковий опір несучого шару ґрунту .

Для виконання розрахунку величини осідання потрібно відобразити переріз фундаменту на інженерно-геологічному розрізі, побудувати епюри величин природного та додаткового напружень, визначити потужність стислої зони і величину осідання в її межах.

На потужність стислої зони впливають такі умови:

1. збільшення величини додаткового тиску на рівні фундаменту приводить до збільшення потужності стислої зони ;

2. при збільшенні ширини фундаменту при тому ж питомому навантаженні від споруди, збільшується потужність стислої зони ;

3. при збільшенні глибини закладання фундаменту – зменшується потужність стислої зони ;

4. потужність стислої зони залежить від форми фундаменту: у квадратного фундаменту менше, ніж у стрічкового при однакових , .

5. потужність стислої зони іноді визначається глибиною

залягання від підошви фундаменту скельного ґрунту або ґрунту з модулем деформації >100 .

Потужність стислої зони визначається межами : верхньою на рівні підошви фундаменту і нижньою на рівні, де виконується умова:

0,2 = ( з точністю до 2 )

Доцільно побудувати не дві епюри, а також третю допоміжну епюру природного тиску, зменшену в 5 разів, тобто . Точка перетину цієї допоміжної епюри та епюри додаткового тиску зафіксує нижню межу стислої зони.

В межах стислої зони ґрунтова основа розбивається на окремі розрахункові шари товщиною , відповідно до розбивки, прийнятою при складанні таблиці коефіцієнта розсіювання (див.таблицю11 ).

Розбивку потрібно робити так, щоб на розрахунковий шар припадав тільки один вид ґрунту (ІГЕ, що характеризується модулем деформації ).

Величину осідання розраховують за формулою:

,

де : – безрозмірний коефіцієнт, що враховує умовність розрахункової схеми, приймається =0,8;

- потужність і-того розрахункового шару ;

– середній додатковий тиск в межах і-того шару,

;

де : - величина додаткового тиску на верхній

межі розрахункового шару ( на покрівлі );

- величина додаткового тиску на нижній

межі розрахункового шару ( на підошві ).

– розрахункова величина модуля деформації -того шару.

Отриману величину порівнюють з допустимим осіданням , що визначається відповідно до СНиП 2.02.01-83. Розрахунок вважають задовільним, якщо виконується умова < , в іншому разі необхідно збільшити розміри або заглиблення фундаментів так, щоб умова виконувалась.

Безперечно для даного розрахунку першочергове значення мають вихідні розрахункові дані, що встановлюються при обробці результатів інженерно-геологічних вишукувань.