Файл: По данным лабораторных испытаний необходимо построить график компрессионной зависимости вида.docx
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 42
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Тольяттинский государственный университет»Архитектурно-строительный институт(наименование института полностью)Кафедра /департамент /центр Центр архитектурных, конструктивных решений иорганизации строительства(наименование кафедры/департамента/центра полностью)08.03.01 Строительство(код и наименование направления подготовки, специальности)Промышленное и гражданское строительство(направленность (профиль) / специализация)Практическое задание № 2по учебному курсу «Механика Грунтов»(наименование учебного курса)Вариант 10
Тольятти 2022Задача 2.1.Исходные данные.По данным лабораторных испытаний необходимо построить график компрессионной зависимости вида . Вычислите для заданного расчетного интервала давлений коэффициент относительной сжимаемости mν и модуль деформации E. Дайте оценку степени сжимаемости грунта. Определите разновидность грунтов по деформируемости. Начальная высота образца грунта h = 20 мм.Разновидность грунта – суглинок с коэффициентом пористости e = 0,6 д.е.
Построение компрессионной кривойДля построения компрессионной кривой и определения коэффициента относительной сжимаемости грунта mν необходимо вычислить коэффициенты пористости грунта ei, соответствующие заданным ступеням нагрузки, по формуле: , (2.1)гдеei – искомое значение коэффициента пористости грунта после уплотнения под нагрузкой;e0 – начальное значение коэффициента пористости грунта после уплотнения под нагрузкой;Si– полная осадка образца грунта при заданной нагрузке, измеренная от начала загружения;h – начальная высота образца грунта.Коэффициенты пористости при соответствующих давлениях: , , , , .По полученным данным строится компрессионная кривая, показанная на рисунке 2.1.Рисунок 2.1 – График компрессионной зависимости.В пределах давлений, указанных в задании, определяется коэффициент сжимаемости грунта: (2.2)Коэффициент относительной сжимаемости определяется по формуле: . (2.3)Модуль деформации грунта определяется по формуле: (2.4)гдеβ – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в приборе и назначаемый в зависимости от коэффициента Пуассона ν, определяемый по формуле: . (2.5)При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать β, равным для песков – 0,8; супесей – 0,7; суглинков – 0,6; глин – 0,4.Вывод: по таблице Б.1 приложения Б определяется разновидность грунта по деформируемости – грунт является среднедеформируемым.
Задача 2.2.Исходные данные.По полученным экспериментальным данным определите нормативное значение угла внутреннего трения φн и сцепление снгрунта. Постройте график сдвига вида .
Решение.По полученным экспериментальным данным необходимо построить график сдвига вида , как показано на рисунке 2.2.Рисунок 2.2 - График сдвига вида .Для определения нормативного значения угла внутреннего трения грунта и сцепления грунта следует воспользоваться формулами, составленными на основе законов математической статистики: (2.6) 
(2.7)гдеn – число экспериментов по определению сопротивления грунта сдвигу (n = 6);Δ – общий знаменатель этих выражений, определяемый по формуле: 
. (2.8)Нормативное значение сцепления грунта:.Нормативное значение тангенса угла внутреннего трения грунта:
.Нормативное значение угла внутреннего трения грунта: φ = 20,5º.Задача 2.3.Исходные данные.Поверхность грунтового потока имеет угол уклона α. Коэффициент фильтрации грунта Кф. Необходимо определить ориентировочное время заполнения водой траншеи заданной ширины, которая пересекает грунтовый поток и заглублена ниже уровня грунтовых вод.
РешениеНеобходимо определить градиент гидравлического напора: 
(2.9)Как видно из рисунка 2.3, гидравлический градиент напора будет равен:.Рисунок 2.3 – Определение градиента гидравлического напораСкорость фильтрации определяется по формуле: . (2.10)Скорость фильтрации Vф – это расход поровой воды через единицу поперечного сечения в единицу времени.Тогда грунтовый поток пройдет путь, равный ширине траншеи, за время: 
0,7392 часа =44,352 мин. (2.11)Полученное время можно считать временем (ориентировочным) заполнения траншеи водой.Приложение БТаблица Б.1 – Разновидности грунтов по деформируемости (ГОСТ 25100-2011)
| Студент | (И.О. Фамилия) | |
| Группа | (И.О. Фамилия) | |
| Преподаватель | Е. А. Ушакова (И.О. Фамилия) | |
| № вар. | Полная осадка грунта Si , мм при нагрузке Pi, Мпа | Интервал давлений, МПа | ||||||
| | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | P1 | P2 | |
| 10 | 0,05 | 0,27 | 0,42 | 0,55 | 0,81 | 0,1 | 0,5 | |
Построение компрессионной кривойДля построения компрессионной кривой и определения коэффициента относительной сжимаемости грунта mν необходимо вычислить коэффициенты пористости грунта ei, соответствующие заданным ступеням нагрузки, по формуле: , (2.1)гдеei – искомое значение коэффициента пористости грунта после уплотнения под нагрузкой;e0 – начальное значение коэффициента пористости грунта после уплотнения под нагрузкой;Si– полная осадка образца грунта при заданной нагрузке, измеренная от начала загружения;h – начальная высота образца грунта.Коэффициенты пористости при соответствующих давлениях: , , , , .По полученным данным строится компрессионная кривая, показанная на рисунке 2.1.Рисунок 2.1 – График компрессионной зависимости.В пределах давлений, указанных в задании, определяется коэффициент сжимаемости грунта: (2.2)Коэффициент относительной сжимаемости определяется по формуле: . (2.3)Модуль деформации грунта определяется по формуле: (2.4)гдеβ – коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в приборе и назначаемый в зависимости от коэффициента Пуассона ν, определяемый по формуле: . (2.5)При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать β, равным для песков – 0,8; супесей – 0,7; суглинков – 0,6; глин – 0,4.Вывод: по таблице Б.1 приложения Б определяется разновидность грунта по деформируемости – грунт является среднедеформируемым.
Задача 2.2.Исходные данные.По полученным экспериментальным данным определите нормативное значение угла внутреннего трения φн и сцепление снгрунта. Постройте график сдвига вида .
| № вар | Предельное сопротивление образца грунта сдвигу τi, МПа, при нормальном давлении, передаваемом на образец грунта σi, МПа | |||||
| | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
| 10 | 0,12 | 0,16 | 0,196 | 0,235 | 0,27 | 0,308 |
(2.7)гдеn – число экспериментов по определению сопротивления грунта сдвигу (n = 6);Δ – общий знаменатель этих выражений, определяемый по формуле: . (2.8)Нормативное значение сцепления грунта:.Нормативное значение тангенса угла внутреннего трения грунта:
.Нормативное значение угла внутреннего трения грунта: φ = 20,5º.Задача 2.3.Исходные данные.Поверхность грунтового потока имеет угол уклона α. Коэффициент фильтрации грунта Кф. Необходимо определить ориентировочное время заполнения водой траншеи заданной ширины, которая пересекает грунтовый поток и заглублена ниже уровня грунтовых вод.
| № вар | Угол наклона α, град | Коэффициент фильтрации, Кф, м/сут | Ширина траншеи L, м |
| 10 | 33 | 50 | 2,5 |
(2.9)Как видно из рисунка 2.3, гидравлический градиент напора будет равен:.Рисунок 2.3 – Определение градиента гидравлического напораСкорость фильтрации определяется по формуле: . (2.10)Скорость фильтрации Vф – это расход поровой воды через единицу поперечного сечения в единицу времени.Тогда грунтовый поток пройдет путь, равный ширине траншеи, за время: 0,7392 часа =44,352 мин. (2.11)Полученное время можно считать временем (ориентировочным) заполнения траншеи водой.Приложение БТаблица Б.1 – Разновидности грунтов по деформируемости (ГОСТ 25100-2011)| Разновидность грунтов | Модуль деформации Е, МПа |
| Очень сильно деформируемые | Е ≤ 5 |
| Сильнодеформируемые | 5 < E ≤ 10 |
| Среднедеформируемые | 10 < E ≤ 50 |
| Слабодеформируемые | E > 50 |