Определение осадок сооружений. Определение осадки основания методом послойного суммирования, страница 3

1. Вычерчиваем грунтовую колонку и расчетную схему (рис. 1).

  

2. Определяем расчетное напряжение σ₀ на уровне подошвы насыпи по ее оси от веса грунта насыпи:

                                            σ₀ = 21,58·4,0 =86,32 кПа  ,                                           где γ_н = 2,2·9,81=21,58 кН/м ³ - удельный вес грунта насыпи.

3. Выполняем  разбивку толщи грунтового основания ниже подошвы насыпи  на слои-элементы толщиной не более h_i = 0,4·l_н = 0,4· 8 =3,2 м  (рис. 1). Границы  элементов совпали с границами естественных пластов грунтов.

4. Определим значения вертикальных нормальных напряжений по оси насыпи   σ_z на границе каждого из выделенных слоев на глубине z от подошвы насыпи по формуле:

                                            σ_z = σ₀· k.

В соответствии с глубиной z_i  находим отношения  m_i = z_i / l_ни  n = d_н / l_н . n = 3,2 / 8,0 = 0,4.

Для n = 0,4 и различных m по табл. Приложения определяем коэффициент k.

Результаты вычисления σ_z сводим в табл.

Определение  σ_z ,   n = 0,4        

Номер слоя hi	z, м	m = z / lн	k	σz = σ0· k, кПа
0 1 2 3 4 5	0 3,2 6,4 9,6 12,8 16,0	0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0	1,000 0,937 0,765 0,608 0,493 0,412	86,32 80,86 66,03 52,48 42,55 35,55

5.  Определяем глубину h_сж  активной зоны.

Определяем природное давление в грунте на глубине h΄₁ = 2 м до уровня грунтовых вод:

                                σ_1пр = = 19,62·2 = 39,24 кПа, где γ₁ = ρ·g = 2,0·9,81= 19,62 кН/м³  – удельный вес супеси мощностью h΄₁. Удельный вес супеси во взвешенном состоянии (ниже уровня грунтовых вод):

 кН/м³, где γ_s = ρ_s·g = 2,7· 9,81 = 26,487 кН/м³;  γ_w=1·9,81 = 9,81 кН/м³;

σ_2пр = = 11,12·4,4 = 48,93 кПа, где h΄₂ = 4,4 м мощность супеси ниже УГВ.

Удельный вес суглинка во взвешенном состоянии:

 кН/м³, где γ_s = ρ_s·g = 2,72· 9,81 = 26,683 кН/м³;  γ_w=1· 9,81 = 9,81 кН/м³.

σ_3пр = = 9,93·9,6 = 95,33 кПа, где h΄₃ = 9,6 м.

Расчетные значения сводим в табл.

Определение σ_пр

Номер слоя h΄i	Мощность слоя h΄i, м	Расстояние от подошвы насыпи z,м	, кПа	σnпр, кПа
1 2 3	2,0 4,4 9,6	2,0 6,4 16,0	39,24 48,93 95,33	39,24 88,17 183,76

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

Рис. 1 приобретает следующий вид:

 

По чертежу определяем мощность активной зоны h_сж = 15,0 м и  толщину последнего элемента h_{iгранич} = 2,2 м.

Вычисляем σ_{z гранич} = 0,2· σ_пр3 = 0,2·183,76 = 36,75 кПа.

7. Вычисляем осадку насыпи S_i по слоям (элементам) по формуле:

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

σ_zср1 = 0,5(86,32 + 80,86) = 83,59 кПа;                                    

= 0,015 м = 1,5 см и т.д.

σ_{z ср гранич} = 0,5(42,55 + 36,75) = 39,65 кПа;

= 0,008 м = 0,8 см.

Результаты вычислений сводим в табл.  

Определение осадок S_i слоев.

Номер слоя hi	Мощностьслояhi, м	σzсрi, кПа	Еi, кПа	Si, cм
1 2 3 4 5	3,2 3,2 3,2 3,2 2,2	83,59 73,45 59,25 47,5 39,65	14000 14000 8500 8500 8500	1,5 1,7 1,8 1,4 0,8