Содержание
Основные закономерности механики грунтов
Под
действием передаваемых сооружением
нагрузок, в массивных основаниях
возникают нормальные и касательные
напряжения, приводящие к деформации
грунтов, кроме того грунты испытывают
напряжение собственного веса.
Наиболее
часто имеют место деформации уплотнения
грунтов под действием нормативных
напряжений, реже деформаций сдвигов,
вызываемые касательными напряжениями.
Воздействие
нормальных напряжений на сплошные тела,
рассматривают в механике деформируемых
тел.
Грунты
относятся к дисперсным телам, поэтому,
кроме закономерности деформативности
сплошных тел приходится учитывать
изменения объема пор прижатием, то есть
рассматривать дополнительно, закон
уплотнения (компрессии).
Кроме
того в грунтах, как и в сплошных телах
при действии нормальных напряжений
наблюдается боковое расширение, но по
более сложной закономерности.
В
грунтах необходимо знать сопротивление
их сдвигу при предельном напряженном
состоянии.
Это сопротивление зависит
от угла внутреннего трения φ и удельного
сцепления с, определяемые в
соответствии с законом сопротивления
грунтов сдвигу.
Деформируемость
грунтов и их сопротивление сдвигу
зависят от фильтрационных свойств
грунтов.
Кроме
того фильтрация воды в грунтах,
представляет интерес для строителей в
отношении определения притоков воды в
котловане и расчета водопониж установок.
Все
это обуславливает необходимость изучения
закона фильтрации поровой воды.
Для
структурно неустойчивых грунтов,
структура которая разрушается при
увлажнении, динамических воздействиях,
напряженных состояний или оттаиваний.
Приходится рассматривать закономерности,
определяющие характер их деформируемости.
Закономерности разрушения структуры
Из
этих законов определяются механические
свойства грунтов:
—
сжимаемость
—
сопротивление грунтов сдвигу
—
водонепроницаемость
Физические основы сжимаемости
Сжимаемость
грунтов
Служит
для расчета деформации грунтового
основания, расчет по II группе предельного
состояния.
Сжимаемость
грунтов– способность уменьшать в
объеме (давать осадку) под действием
внешнего давления.
Сжимаемость
зависит отуменьшения объема пор, под
нагрузкой, сжимаемостью твердых частиц
мы пренебрегаем.
Основными
характеристиками сжимаемости грунтов
является: Е, а, ν и ξ.
Е
— модуль деформации
а
— коэффициент относительной сжимаемости
ν
— коэффициент поперечного бокового
расширения (аналог к. Пуассона)
ξ
— коэффициент бокового давления
Сжимаемость
грунта определяется:
—
в компрессионных приборах
—
в стабилоиетре
—
в приборе трехосного сжатия с независимым
регулированием величин главных напряжений
—
по таблице СНиП 2.02.01-83*
Сжимаемость
грунтового основания определяется:
—
штампом
—
прессиометрическим методом
1.
Компрессионный метод– сжатие грунта
без бокового расширения
2. Стабилометр
Штамповый
метод– заключается в испытании
модели фундаментов (штампов) в котлованах
или на глубине. Система «штамп –
основание» ближе к реальным условиям.
w– коэффициент, принимаемый для круглых
жестких штампов =0,8,
d
– диаметр штампа,
∆p– приращение среднего давления по
подошве штампа в пределах интересующих
нас изменений давления на участке
линейной зависимости между S и p,
∆S– приращение осадки штампа при изменении
давления на ∆p.
По
этой формуле получается завышенный
модуль деформации.
Прессиометрический
метод– сущность этого метода
заключается в обжатии стенок буровой
скважины на некотором участке её длины
боковым равномерным давлением с замером
деформации стенок скважины.
Прессиометр
– резиновый цилиндрический баллон,
заполненный жидкостью.
По
мере увеличения давления в баллоне оно
передается на стенки скважины и уплотняет
окружающий грунт, зная давление деформации
по соответствующим формулам находят
модуль деформации.
Показатель
деформативности – модель деформации
Е в горизонтальном направлении, это
является недостатком, так как чаще всего
требуется в расчетах требуется Е 8.
[E],
[МПа] [кПа]
[а],
[МПа-1] [кПа-1]
ν
– безразмерная величина
Лекция
5 – 25.10.11
Закон
уплотнения (компрессии) грунта:
изменение коэффициента пористости
грунта прямо пропорционально изменению
давления.
а
— коэффициент уплотнения и относительной
сжимаемости
р1— давление от собственного веса грунта
р2— давление под подошвой фундамента
е1и е2— коэффициенты пористости,
соответствующие давлениям р1и
р2.
Рис
5.1
tgα=a
– коэффициент сжимаемости
Рис
5.2 – график компрессионной зависимости
Чем
больше угол α, тем больше tgα => тем
больше а.
е0— начальный коэффициент пористости в
природном состоянии, то есть без нагрузки.
V
– объем грунта в кольце
m
— не меняется при сжатии, поэтому без Δ.
С
увеличением нагрузки сжимаемость и
коэффициент сжимаемости грунта
уменьшаются.
—
уравнение, показывающее изменение
коэффициента пористость лишь для
спрямленного участка компрессионной
кривой, поэтому является уравнение
приближенным.
Если
изменения давления будут бесконечно
малыми, то изменение коэффициента
пористости будет строго точно
пропорционально изменению давления,
это возможно при малой нагрузке и на
малом участке.
—
для расчета осадки грунта толщиной h
при действии равномерной нагрузки.
Е
— ?, ν — ?
Сжимаемость
грунта в условиях компрессии определяется
при использовании характеристик Е и ν.
Рис
5.3
S=∆h
Условия
по напряжениям:
По
деформациям:
Относительная
деформация в соответствии с законом
Гука будет равна:
ξ
— коэффициент бокового давления грунта
при невозможности его бокового расширения.
Изменяется от 0 до 1.
0,23≤ν≤0,27
– крупнообломочный грунт
0,27<ν≤0,30
– супеси, пески
0,30<ν≤0,35
– суглинки
0,35<ν≤0,42
– глины
Вывод
модуля деформации Е:
Если
сжимаемость увеличивается модуль
деформации уменьшается, свойства грунта
ухудшаются, коэффициент сжимаемости
увеличивается.
Лекция
6 – 02.11.11
Новая книга Абуханов А.З. «Механика грунтов»
Абуханов А. З.
Механика грунтов [Текст] : учебное пособие для вузов / А. З. Абуханов. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: ИНФРА-М, 2017. — 336 с. — (Высшее образование. Бакалавриат). 6 с А 17 Имеются экземпляры в отделах: всего 1: ЧЗ (1)
В учебном пособии изложены основные сведения о природе грунтов, рассмотрены физические, химические и механические свойства, классификационные и расчетные показатели фунтов.
Дан анализ основных закономерностей механики грунтов и распределения напряжений и деформаций в грунтах и их изменений во времени. Особое внимание уделено основным положениям расчетного аппарата и расчетным схемам.
Описаны методы расчета устойчивости сооружений, откосов и грунтовых массивов за подпорными стенами. Приведены примеры расчетов, нормативные и справочные материалы.
Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки 20.03.02 «Природообустройство и водопользование» (профили «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», «Комплексное использование и охрана водных ресурсов», «Природоохранное обустройство территорий», «Инженерные сети сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения») и 08.03.01 «Строительство».
Оглавление
Предисловие
ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ГРУНТОВ
1.1. Природа образования грунтов и виды грунтовых отложений
1.2. Строительная классификация грунтов »
1.3. Определение нормативных и расчетных характеристик грунтов
1.
3.1. Лабораторные методы определения характеристик грунтов
1.3.2. Полевые методы испытания грунтов
Контрольные вопросы
ГЛАВА 2. ГРУНТЫ КАК ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
2.1. Составные элементы грунтов
2.2. Твердые минеральные частицы и их роль в формировании прочности грунта.
2.3. Вода в грунтах, ее виды и свойства
2.4. Изменение влажности в грунтах в пространстве и во времени
2.5. Прогноз уровня подземных вод
2.6. Газообразная составляющая грунта
2.7. Структурные связи и строение грунта
Контрольные вопросы
ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ
3.1. Физические свойства несвязных грунтов
3.2. Разжижение водонасыщенных песчаных грунтов
3.3. Физические свойства глинистых грунтов
3.4. Реологические свойства глинистых грунтов
3.5. Прогнозирование осадок во времени
Контрольные вопросы
ГЛАВА 4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ
4.1. Растворимость грунтов
4.2. Размокаемость грунтов
4.3. Разрыхляемость грунтов
4.4. Размываемость грунтов
4.
5. Размягчаемость грунтов
4.6. Липкость грунтов
4.7. Пластичность грунта
4.8. Набухаемость грунтов
4.9. Усадочность грунтов
4.10. Просадочность грунтов
4.11. Пучинистость грунта
4.12. Тиксотропность грунтов
4.13. Плывунность грунтов
Контрольные вопросы
ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ
5.1. Основные механические свойства грунтов
5.2. Сжимаемость грунтов. Закон уплотнения
5.2.1. Одноосное испытание
5.2.2. Компрессионное испытание грунта
5.2.3. Трехосное испытание грунта
5.3. Основные деформационные характеристики грунтов
5.4. Прочность грунтов. Закон Кулона для связных и несвязных грунтов
5.5. Водопроницаемость грунтов. Закон ламинарной фильтрации
5.6. Физико-механические свойства структурно-неустойчивых грунтов
Контрольные вопросы
ГЛАВА 6. НАПРЯЖЕНИЯ В ГРУНТОВОМ МАССИВЕ
6.1. Основы напряженного состояния грунтов оснований
6.2. Фазы напряженного состояния грунта
6.3. Расчетные модели грунтовых оснований
6.
4. Напряжения от действия сосредоточенной силы (основная задача)
6.5. Напряжения от действия группы
(нескольких) сил
6.6. Напряжения от равномерно распределенной нагрузки по прямоугольной
площади
6.7. Определение напряжений методом угловых точек (метод Польшина)
6.8. Распределение напряжений от полосовой нагрузки (плоская задача)
6.8.1. Треугольная полосовая нагрузка
6.9. Природное напряжение (от собственного веса грунта)
6.10. Напряжения по подошве нагруженной площадки (контактная задача)
Контрольные вопросы
ГЛАВА 7. ДЕФОРМАЦИИ ГРУНТОВ И РАСЧЕТ ОСАДОК ОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ
7.1. Виды деформаций зданий и сооружений
7.2. Причины возникновения неравномерных осадок
7.3. Определение осадок сооружений
7.3.1. Метод послойного суммирования
7.3.2. Метод линейно-деформируемого слоя
7.3.3. Метод эквивалентного слоя
Контрольные вопросы
ГЛАВА 8. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРЕДЕЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ
8.1. Основные уравнения теории предельного равновесия
8.
2. Определение начального критического давления на грунтовое основание
8.3. Предельное сопротивление грунта основания
8.4. Расчетное сопротивление грунта основания
8.5. Анализ устойчивости сооружения (три вида сдвига)
8.6. Несущая способность основания
Контрольные вопросы
ГЛАВА 9. УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ
9.1. Основные виды нарушения устойчивости откосов
9.2. Методы расчета устойчивости откосов
9.3. Угол естественного откоса
9.4. Методы борьбы с оползнями
Контрольные вопросы
ГЛАВА 10. ДАВЛЕНИЕ ГРУНТОВ НА ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ И ДРУГИЕ СООРУЖЕНИЯ
10.1. Классификация подпорных стен
10.2. Давление грунта на ограждающую поверхность
10.2.1. Основные понятия и допущения
10.2.2. Активное давление грунта
10.2.3. Пассивное давление грунта
10.2.4. Определение активного и пассивного давления грунта
методом предельного равновесия (по В. В. Соколовскому)
Контрольные вопросы
Литература
Prev
Next
Важность уплотнения почвы
Уплотнение грунта – неотъемлемая часть строительного процесса.
Он обеспечивает необходимую плоскую основу, которая обеспечивает необходимую поддержку зданий, строительных фундаментов, тротуаров, дорог и различных других строительных конструкций.
Процесс уплотнения придает почве под этими опорами более высокое сопротивление и большую устойчивость. Важно знать, почему это требует пристального внимания и почему для того, чтобы сделать это должным образом, требуется много соображений.
Большинство искусственных сооружений так или иначе поддерживаются почвой под ними. В процессе строительства почва часто нарушается различными строительными процессами, такими как земляные работы, планировка или рытье траншей.
В результате в почвенную массу поступает воздух и/или вода, и почва увеличивается в объеме. Чтобы можно было построить конструкцию, эти воздушные пустоты и частицы воды должны быть удалены, чтобы иметь возможность поддерживать то, что строится.
Цели уплотнения грунта
Уплотнение почвы и удаление воздушных пустот обычно увеличивает прочность почвы на сжатие, снижает ее сжимаемость и водопроницаемость.
Это уменьшит коэффициент пустот, что затруднит прохождение воды через почву.
Приходим к выводу, что уплотнение грунта преследует несколько целей:
• Повышение несущей способности
• Повышение прочности
• Повышение устойчивости к деформации
• Уменьшить урон от мороза
• Повышение стабильности
• Уменьшение проницаемости
Грунт может быть связным или несвязным, когда частицы в связном грунте связываются друг с другом, а в несвязном грунте частицы лежат друг на друге без связи.
Независимо от типа почвы, отсутствие удаления воздуха между частицами почвы перед строительством какой-либо строительной конструкции может впоследствии вызвать неожиданное и нежелательное движение почвы и проникновение или поглощение воды под зданиями или дорогами.
В этом случае стены зданий начнут очень легко трескаться и, возможно, даже упадут, трубы под дорогами треснут или протекут, на дорогах появятся дыры и они станут ненадежными.
Чтобы успешно уплотнить почву и избежать серьезных проблем в будущем, необходимо качественное уплотняющее оборудование.
Типы оборудования для уплотнения грунта
Оборудование для уплотнения почвы может включать:
• Кулачковые/кулачковые катки
• Гладкие вальцы
• Вибрационные катки
• Шатающиеся ролики
• Буксировка за катками
• Пневматические катки
• Траншейные катки
• Реверсивные виброплиты
• Виброплиты передние
• Трамбовки (домкраты)
Марки включают:
• Bomag
• Вольво
• Кат.
• Дело
• Хамм
• Ингерсолл-Рэнд
• Weber
Уплотнение почвы обеспечивается совместным действием и усилием вибрирующего и осциллирующего каткового барабана, а также веса используемой уплотняющей машины. Когда дело доходит до выбора подходящего уплотнительного оборудования, доступно множество вариантов.
Как выбрать оборудование для уплотнения грунта
Выбор оборудования во многом зависит от характеристик и свойств грунта, который необходимо уплотнить, а также от количества материала или грунта, который необходимо уплотнить.
Как правило, связные грунты лучше всего уплотняются катками с кулачковыми катками и большими амплитудами, в то время как несвязные грунты более эффективно уплотняются вибрационными катками с гладкими вальцами и меньшими амплитудами. Для уплотнения основания на дорогах часто используют буксируемые за шатающимися катками на пневмоколесах.
Динамическое уплотнение грунта с использованием различных типов уплотняющих машин зарекомендовало себя как очень эффективный метод в строительстве.
Уплотнение грунта является важным и значимым процессом для любого строительного проекта и требует особого внимания и качественного уплотняющего оборудования для достижения удовлетворительных результатов. Если все сделано успешно, уплотнение может добавить годы жизни конструкциям или дорогам, которые поддерживает грунт.
Чтобы арендовать или купить уплотнительное оборудование для своего проекта, напишите нам по адресу [email protected] или по телефону 855-483-2500.
Лекции по механике почвы, заметки, исследования
Факторы, влияющие на механику почвы
Хасиб Джамал — 03 октября 2019 г.
По мере добавления воды в почву (при низком содержании влаги) частицам становится легче двигаться мимо друг друга во время приложения уплотняющих усилий. По мере того как почва уплотняется, пустоты уменьшаются, и это приводит к увеличению массы сухой единицы (или плотности в сухом состоянии). Увеличенное уплотняющее усилие позволяет достичь большей сухой массы
Мелководье, Механика грунтов
By Haseeb Jamal — October 03, 2019
Основными группами грунтов инженерного назначения являются крупнозернистые грунты — песок и гравий — и мелкозернистые грунты — илы и глины. Важно знать различия между мелкозернистыми и крупнозернистыми почвами, чтобы принять решение, связанное с составом почвы и размерами частиц.
Notes, Soil Mechanics
By Haseeb Jamal — 01 октября 2019 г.
Единая система классификации почв основана на системе классификации почв аэродромов, разработанной Casagrande во время Второй мировой войны.
С некоторыми изменениями он был совместно принят несколькими правительственными учреждениями США в 1952. Были внесены дополнительные уточнения, и в настоящее время он стандартизирован как ASTM D 2487-93. Он используется в США и во многих странах. на основе их относительного ожидаемого качества для дорожных насыпей, земляных полотен, оснований и оснований. Некоторые из групп, в свою очередь, делятся на подгруппы, такие как A-1-a и A-1-b. Кроме того, групповой индекс может быть рассчитан для количественной оценки
Lab-Notes, Soil Lab, Soil Mechanics
By Haseeb Jamal — 16 декабря 2017 г. глина в безнапорных условиях. В соответствии со стандартом ASTM прочность на сжатие без ограничений (qu) определяется как сжимающее напряжение, при котором неограниченный цилиндрический образец
Факторы, влияющие на механику грунта
Хасиб Джамал — 02 декабря 2017 г.
Анализ устойчивости склона состоит из трех отдельных частей.
Они есть:. Если анализ проводится для естественного уклона, важно, чтобы образец не был нарушен. В таких важных аспектах, как скорость приложения сдвига и состояние начальной консолидации, условия испытаний должны максимально точно отражать наиболее неблагоприятные условия из возможных.0003
Рассмотрим элемент на глубине z ниже поверхности земли. Когда стена находится в точке удаления (наружу) от засыпки, на нее действуют два вида давления. В этом случае песчаная засыпка за подпорной стенкой пропитывается водой. Боковое давление состоит из двух компонентов: Боковое давление из-за подводного веса (гамма)
Механика грунта
Автор Хасиб Джамал — 11 ноября 2017 г.
На частицы мелкозернистого грунта больше влияет изменение содержания влаги, чем любой другой курс. Почвы, которые имеют достаточную поддерживающую способность при одном наборе условий влажности, могут быть совершенно неудовлетворительными, если процент влажности изменяется.
При изучении почвы установлено, что между сухим состоянием и местом, где потребность во влаге удовлетворена, объем
Механика грунта
Автор Хасиб Джамал — 11 ноября 2017 г.
Прогноз характеристик грунтового основания для данного грунта. Так как назначение земляного полотна состоит в том, чтобы обеспечить адекватную поддержку дорожной одежды, то земляное полотно должно обладать достаточной устойчивостью при неблагоприятных климатических условиях и условиях нагрузки. Состоит в основном из минерального вещества, образовавшегося в результате дезинтеграции или разложения горных пород под действием воды,
Эксперименты, лабораторные заметки, механика грунтов
Хасиб Джамал — 15 августа 2017 г.
Устройство ограничения жидкости — механическое устройство, состоящее из латунной чаши, подвешенной к каретке, предназначенное для предотвращения ее падения на твердое резиновое основание. Устройство может приводиться в действие либо рукояткой, либо электродвигателем.
Чашка латунная массой (включая подвеску) от 185 до 215 г. Кулачок — предназначен для плавного и непрерывного подъема чаши на максимальную высоту
Experiments, Lab-Notes, Soil Lab, Soil Mechanics
Автор Хасиб Джамал — 29 июля, 2017
Термоусадочная посуда, электрическая духовка, ртуть, электрические весы, сито №40, шпатель и контейнеры. Возьмите образец почвы, пропущенный через сито № 40, и добавьте в него немного воды, чтобы получилась густая однородная паста. Возьмите термоусадочную посуду, взвесьте ее, насыпьте в нее шпателем часть почвосмеси, заполните ее и снова взвесьте. Поместите термоусадочную форму в духовку на 24 часа.
Теории, механика грунтов
Автор Хасиб Джамал — 29 июля 2017 г.
Как первоначально предлагалось, теория Ренкина применяется только к однородному несвязному грунту. Позже Белл в 1919 году расширил его, включив в него связный грунт.15. Теперь будут рассматриваться следующие случаи активного давления грунта на несвязную засыпку: Сухая или влажная засыпка
Погружная засыпка
Частично погруженная засыпка
Обратная засыпка с равномерной надбавкой
Обратная засыпка с наклонной надсыпью
Примечания, Механика грунта
Автор Хасиб Джамал — 25 июля 2017 г.