1.1 Обробка фізико-механічних характеристик ґрунтів

У завданні на виконання курсової роботи задаються такі нормативні фізико-механічні характеристики шарів ґрунтів майданчика будівництва: питома вага грунту (кН/м3), питома вага матеріалу часток ґрунту s (кН/м3), вологість ґрунту на межі текучості і розкочування WL та WP, природна вологість W, питоме зчеплення Cn (кПа), кут внутрішнього тертя n (град) і модуль загальної деформації Ео(кПа). Це середні значення, що одержані після певного числа n визначень тієї чи іншої характеристики (тобто нормативні характеристики ґрунтів).

Таблиця 1.1- Нормативні значення фізико-механічних характеристик ґрунту.

Розрахункову характеристику, яку застосовують в розрахунках за першим граничним станом, позначають x1, в розрахунках за другим граничним станом - xІІ.

Для подальших розрахунків слід зясувати і додаткові характеристики ґрунту кожного шару. Для пісків треба визначити такі додаткові характеристики: коефіцієнт пористості, ступінь вологості і питому вагу з урахуванням зважувальної дії води.

Для глинистих ґрунтів (тобто супісків, суглинків і глин) потрібні такі додаткові характеристики: коефіцієнт пористості, число пластичності, показник текучості (консистенції).

Норми рекомендують ураховувати або не ураховувати зважувальну дію води при визначенні характеристик суглинків і глин. Це рішення повинно бути ухвалено після гідрологічних обстежень ґрунтів на місці будівництва споруди. Під час виконання курсової роботи обираємо таке рішення : питому вагу суглинків і глин з урахуванням зважувальної дії води визначаємо, якщо коефіцієнт консистенції It цих ґрунтів буде рівним або більшим 0,25 (It>0,25). Для супісків завжди треба визначати питому вагу з урахуванням зважувальної дії води.

Коефіцієнт пористості визначають за такою формулою:

, (1.1)

де - питома вага матеріалу частинок ґрунту, кН/м3;

- питома вага ґрунту, кН/м3;

W - природна вологість ґрунту в процентах.

За величиною коефіцієнта пористості e треба визначити щільність піщаних ґрунтів.

Ступінь вологості Sr визначається за формулою

, (1.2)

де - питома вага води, дорівнює 10 кН/м3.

Залежно від величини Sr для пісків треба визначити ступінь зволоження.

Питома вага ґрунту з урахуванням зважувальної дії води

SB. (1.3)

Число пластичності, яке треба визначити для всіх глинистих ґрунтів(супісків, суглинків і глин),

, (1.4)

де - вологість на межі розкочування, %;

- вологість на межі текучості, %;

Показник текучості глинистих ґрунтів:

. (1.5)

Залежно від величини Ip треба визначити різновидність глинистих ґрунтів.

Покажемо методику визначення розрахункових характеристик ґрунтів.

У лівому боці наведемо розрахункові характеристики ґрунту, що використовуються у розрахунках за першим граничним станом, на правому боці розрахункові характеристики, що використовуються у розрахунках за другим граничним станом.

1-й шар ґрунту - пісок середньої крупності

Питома вага ґрунту

1 група граничних станів 2 група граничних станів

гI= гп (1±0,07) гII= гп (1±0,04)

гI =19,21,07=20,54 кН/м3 гII=19,21,04=19,97 кН/м3

гI=19,20,93=17,86 кН/м3 гII=19,20,96=18,43 кН/м3

гI=20,54-17,86 кН/м3 гIi=19,97-18,43 кН/м3

Коефіцієнт пористості

Так як e=0,8>0,7 то це пухкий ґрунт

Ступінь вологості

Так як S=0,98>0,8 то пісок насичений водою.

Питома вага ґрунту, з урахуванням зважувальної дії води

Кут внутрішнього тертя

цI=цn (1±0,15) цIІ=цn (1±0,09)

tgцI=0.69 цI=35 °tgцIІ=0.65 цIІ=33°

tgцI =0.51 цI=27°tgцIІ=0.55 цIІ=29°

цI=35°-27°цIІ=33°-29°

2-й шар ґрунту - супісок

Питома вага ґрунту

гI= гп (1±0,07) гII= гп (1±0,04)

гI =20,4·1,07=21,83 кН/м3 гII=20,4· 1,04=21,22кН/м3

гI=20,4 ·0,93=18,97 кН/м3 гII=20,4 ·0,96=19,58кН/м3

гI=21,83-18,97 кН/м3 гII=21,22-19,58кН/м3

Коефіцієнт пористості

Так як 0,5<e=0,64>0,7 то пісок середньої щільності.

Ступінь вологості

Так як S=1,05>0,8 то пісок насичений водою

Питома вага ґрунту, з урахуванням зважувальної дії води

Кут внутрішнього тертя

цI=цn (1±0,15) цIІ=цn (1±0,11)

tgцI=0,96 цI=44 °tgцIІ=0.91 цIІ=42°

tgцI =0.71 цI=36°tgцIІ=0.76 цIІ=37°

цI=44°-36°цIІ=42°-37°

3-й шар ґрунту - суглинок

Питома вага ґрунту

гI= гп (1±0,07)гII= гп (1±0,04)

гI =211,07=22,47 кН/м3 гII=21 1,04=21,84кН/м3

гI=210,93=19,53 кН/м3 гII=21 0,96=20,16кН/м3

гI=22,47-19,53 кН/м3 гIi=21,84-20,16кН/м3

Коефіцієнт пористості

Число пластичності =38-16=22.

Показник текучості

Оскільки I=0,18<0,25, то питому вагу з урахуванням зважувальної дії води визначати не треба. Ґрунт цього шару є водонепроникним ґрунтом

(водоупором).

Визначимо інші розрахункові характеристики ґрунтів.

Кут внутрішнього тертя

цI=цn (1±0,18) цIІ=цn (1±0,11)

tgцI=0,55 цI=29 °tgцIІ=0.52 цIІ=27°

tgцI =0.38 цI=21°tgцIІ=0.42 цIІ=23°

цI=29°-21°цIІ=27°-23°