Определение осадок сооружений. Определение осадки основания методом послойного суммирования, страница 2

где σ_пр – нормальные вертикальные напряжения от веса грунта (природное давление грунта).

Для этого значение природного давления на глубине z_i определяем по формуле:

,                                                            (5)

где γ_i = ρ·g  – удельный вес и мощность каждого природного слоя грунта; h΄_i – толщина каждого природного слоя грунта с учетом УГВ.

При расчете природного давления σ_nпр грунтов, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо учитывать, что такой грунт находится во взвешенном состоянии и его объемный вес определяется формулой  (6), в этом случае в формуле (5) вместо γ_iиспользуют γ_iв.

 ,                                                (6)

где γ_s = ρ_s·g– удельный вес частиц грунта; γ_w=1· 9,81 кН/м³ – удельный вес воды; е  - коэффициент пористости грунта.

Результаты вычисления σ_nпр  свести в табл. 3.

Таблица 2

Определение  σ_z ,   n = d_н / l_н       

Таблица 3

Определение σ_пр

6. На схеме (рис. 1) строим эпюры напряжений σ_пр и σ_z.

Нижнюю границу сжимаемой толщи легко найти графически – путем наложения на эпюру давления от веса насыпи эпюры природного давления, уменьшенного в пять раз.

Вычисляем σ_{zгранич}  исходя из равенства σ_{zгранич} = 0,2· σ_{пр гранич} .

Используя значение σ_{zгранич} , отмечаем нижнюю границу на схеме (рис. 1)     и определяем глубину h_сж.и  h_{i гранич}.

7. Вычисляем осадку насыпи S.

Осадку определяют путем суммирования осадок отдельных слоев (элементов) грунта в пределах активной зоны по формуле:

,                                                          (7)

где σ_zсрi– среднее напряжение от веса насыпи для данного слоя (элемента) грунта; h_i – толщина и Е_i – модуль общей деформации i-го слоя грунта (элемента).

σ_zсрi = 0,5(σ_{z верх i} + σ_{z ниж i}),                                                (8)

где σ_{z верх i} и σ_{z ниж i} – напряжения  σ_z кровли и подошвы i-го слоя (элемента) грунта.

Результаты вычислений свести в табл. 4.

Таблица 4

Вычисляем конечную осадку по формуле     .                                                   (9)

Пример выполнения работы

Задание. Методом послойного суммирования определить конечную осадку S  насыпи высотой h_н и размерами насыпи l_н и d_н, расположенной на основании, состоящем из супеси мощностью H и суглинке мягкопластичном (большой мощности). Уровень грунтовых вод (УГВ) находится на глубине 2 м от поверхности земли.

Таблица 1

Исходные данные