Механика грунтов

Министерство  образования Российской Федерации

Московский  институт коммунального хозяйства  и строительства

Кафедра инженерной геологии, механики грунтов, оснований и фундамента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

Механика грунтов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент 3 курса, специальности АД

факультета  ГДСиХ

Нарушев А.Г.

учебный шифр: АД – 04045

 

Научный руководитель:      Воронин А.М.

 

 

 

 

МОСКВА 1008

 

Содержание:

 

 

Задание №1 «Определение полного наименования грунтов и анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории строительства»…………………………………………….…………………….

 

Задание №2 «Определение вертикальных составляющих направлений в основании насыпи»………………………………………………………………

 

Задание №3 «Расчет полной стабилизированной осадки в основании насыпи»….………………………………………………………………………..

 

Задание №4 «Определение конечной осадки основания столбчатого фундамента и протекания осадки во времени»……………………………………………….

 

Задание №5 «Расчет устойчивости свободных откосов в выемке»………….

 

Задание №6 «Проектирование очертания поперечного профиля равнопрочного откоса»…………………………………………………………………………….

 

Список используемой литературы……………………………………………….....

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №1.

 

По результатам инженерно-геологических  изысканий требуется:

1. Уточнить наименование грунтов, используя данные лабораторных исследований; для образцов песчаных грунтов определить тип грунта по гранулометрическому составу, вид по плотности сложения, разновидность по степени влажности; для образцов пылевато-глинистых грунтов определить тип грунта по числу пластичности, разновидность по консистенции.
2. На бланках геологической карты нанести геологические индексы горных пород, выходящих на поверхность.
3. Построить инженерно-геологический разрез по трассе проектируемой автомобильной дороги и произвести описание инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории.

Исходные данные для  выполнения задания №1 принимаются  по прил. 1,2,3.

Примечания:

1. Характеристики физико-математических свойств грунтов в приложении представлены по нормативным значениям.
2. Классификацию грунтов оснований необходимо производить в соответствии с нормативными документами ГОСТ 25100-82 [1] и СНиП 2.05.02-85 [4].
3. При построении инженерно-геологического разреза следует принять масштабы: вертикальный 1:500, горизонтальный 1:2000.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

Согласно 5 варианту, будем  иметь:

 

Скважина №1 (1/113,00)

Геоморфологический элемент	Геологический индекс	Номер слоя	Мощность слоя, м	Глубина залегания подземных  вод, м
Коренной склон	l – d QIV	14	8.0	25.0
	P2	23	11.0
		32	14.0
	D2	28	10.0
	D1	31	12.0

 

 

Скважина №2 (2/88,00)

Геоморфологический элемент	Геологический индекс	Номер слоя	Мощность слоя, м	Глубина залегания подземных  вод, м
Пойменная терраса	a QIV	6	4.5	3.0
		26	2.5
		7	8.5
	g QII	11	5.5
	D 1	31	9.5

 

 

Скважина №3 (3/99,00)

Геоморфологический элемент	Геологический индекс	Номер слоя	Мощность слоя, м	Глубина залегания подземных  вод, м
I надпойменная терраса	a QIII	17	7	10.0
		5	10
	g QII	11	16
	D 1	31	8.5

 

 

Скважина №4 (4/107,00)

Геоморфологический элемент	Геологический индекс	Номер слоя	Мощность слоя, м	Глубина залегания подземных  вод, м
Эрозионно-аккумулятивная  ледниковая равнина	l – g QII	24	10.0	12.0
	f QII	1	14.5
	g QII	11	17.5
	D1	31	8.0

 

1. Для уточнения наименования грунта предварительно вычисляем ряд физико-математических свойств, используя формулы стр. 12-13 методического указания. Результаты заносим в таблицу по каждой скважине.

 

Будем иметь:

1. Плотность сухого грунта:            r_d = r / (1+w);

2. Коэффициент пористости:           e = (r_s-r_d) / r_d;

3. Степень влажности:                      S_r = (r_s*w) / r_w,    где r_w – плотность воды,

                                                                                                   r_w = 1.0 т/м³;

4. Число пластичности:                    r = W_L - W_p;

5. Показатель текучести:                  J_L = (w – w_p) / J_p;

6. Показатель для оценки просадочных и набухающих свойств:

                                                            J_SS = (e_L – e) / (1+e),

                                                            где  е – коэффициент

                                                            пористости грунта природного  сложения и 

                                                            влажности;

                                                            e_L =  (r_s *W_L ) /r_w;

7. Удельный вес:                              Y = rg;           g = 10 м/c²;

8. Модуль деформации грунтов:     E = (1+e) b / m₀,

                                                            где b - коэффициент, зависящий от

                                                            коэффициента относительной почечной 

                                                            деформации грунта:

                                                           для песков b=0.8

                                                            для супесей  b=0.7

                                                            для суглинков  b=0.5

                                                            для глин  b=0.4

                                                            m₀ – коэффициент сжимаемости грунта.           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скважина №1.  

 

                                                                                                               Таблица №1

№ п/п	Характеристика  грунта	Обозначение	Размерность	Номер слоя
				14	23	32	28	31
1	Плотность	r	Т/М3	1,88	2,09	2,55	2,24	2,38
2	Плотность частиц	rs	Т/М3	2,72	2,73	2,79	2,73	2,86
3	Природная влажность	W	Доли единиц	0,190	0,210	-	-	-
4	Влажность на границе текучести	WL	Доли единиц	0,29	0,49	-	-	-
5	Влажность на границе  раскатывания	WP	Доли единиц	0,18	0,25	0,06	0,14	0,12
6	Плотность сухого грунта	rd	Т/М3	1,58	1,73
7	Коэффициент пористости	e0	Доли единиц	0,72	0,58
8	Степень влажности	Sr	Доли единиц	0,71	0,99
9	Число пластичности	Jp	Доли единиц	0,11	0,24
10	Показатель  текучести	JL	Доли единиц	0,09	-0,17
11	Удельный вес	Y	КН/М3	18,80	20,90	25,50	22,40	23,80
12	Коэффициент пористости, соответствующий влажности WL	eL	Доли единиц	0,79	1,34
13	Показатель  для оценки просадочных и набухающих свойств	JSS	Доли единиц	0,04	0,48
14	Модуль деформации	E	мПа	16,54	19,75
15	Угол внутреннего  трения	j	Градиан	26	17
16	Удельное сцепление	C	мПА	0,052	0,06
17	Коэффициент фильтрации	Кф	м/сут	1,2	-	8,0	10,0	2,0
18	Полное наименование по ГОСТ 25100-82  и СНиП 2.05.02-85.			Суглинок макропористый, желтовато-бурый лессовидный, полутвердый, просадочный	Глина буровато-серая, плотная твердая	Гипс светло-серый  до желтого, трещиноватый	Мергель зеленовато-серый, тонкозернистый, трещиноватый	Доломит желтовато-серый, среднезернистый, крепкий

   Расчеты к таблице №1¹:

 

Слой №14:

r_d = 1.88/(1+0.190)=1.58 т/м³ ;                J_L = (0.190-0.18) / 0.11 = 0.99;

J_p = 0.29-0.18=0.11;                                  Y = 1.88*10 = 18.80 кн/м³ ;                

e = (2.72-1.58) / 1.58 = 0.72;                    e_L = 2.72*0.29 / 1 = 0.79;

S_r  = (2.72*0.190) / 0.72*1 = 0.71;            J_SS = (0.79-0.72) / (1+0.72) = 0.04;

E = (1+0.72) * 0.5 / 0.052 = 16.54 мПа.

 

 

Слой №23:

r_d = 2.09/(1+0.210)=1.73 т/м³ ;                 J_L = (0.210-0.25) / 0.24 = -0.17;

J_p = 0.49-0.25=0.24;                                  Y = 2.09*10 = 20.90 кн/м³ ;                

e = (2.73-1.73) / 1.73 = 0.58;                    e_L = 2.73*0.49 / 1 = 1.34;

S_r  = (2.73*0.210) / 0.58*1 = 0.99;            J_SS = (1.34-0.58) / (1+0.58) = 0.48;

E = (1+0.58) * 0.4 / 0.032 = 19.75 мПа.

 

Слой №28:

Y = 2.24*10 = 22.40 кн/м³ .

 

Слой №31:

Y = 2.38*10 = 23.80 кн/м³ .

 

Слой №32:

Y = 2.55*10 = 25.50 кн/м³.          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скважина №2:  

                                                                                                                  Таблица №2                         

№ п/п	Характеристика  грунта	Обозначение	Размерность	Номер слоя
				6	26	7	11	31
1	Плотность	r	Т/М3	1,98	1,86	2,00	2,18	2,38
2	Плотность частиц	rs	Т/М3	2,65	2,73	2,65	2,71	2,86
3	Природная влажность	W	Доли единиц	0,215	0,327	0,249	0,158	-
4	Влажность на границе текучести	WL	Доли единиц	-	0,34	-	0,30	-
5	Влажность на границе  раскатывания	WP	Доли единиц	-	0,22	-	0,15	0,12
6	Плотность сухого грунта	rd	Т/М3	1,56	1,40	1,60	1,88
7	Коэффициент пористости	е0	Доли единиц	0,60	0,95	0,66	0,44
8	Степень влажности	Sr	Доли единиц	0,95	0,94	1,0	0,97
9	Число пластичности	Jp	Доли единиц	-	0,12	-	0,15
10	Показатель  текучести	JL	Доли единиц	-	0,89	-	0,05
11	Удельный вес	Y	КН/М3	19,80	18,60	20,00	21,80	23,80
12	Коэффициент пористости, соответствующий влажности WL	eL	Доли единиц	-	0,93	-	0,81
13	Показатель  для оценки просадочных и набухающих свойств	JSS	Доли единиц	-	-0,010	-	0,26
14	Модуль деформации	E	мПа	19,69	2,60	16,00	24,83
15	Угол внутреннего  трения	j	Градиан	34	10	33	17
16	Удельное сцепление	C	мПа	-	0,001	-	0,0075
17	Коэффициент фильтрации	Кф	м/сут	30,10	-	15,0	-	2,0
18	Полное наименование по ГОСТ 25100-82  и СНиП 2.05.02-85.			Песок серый, мелко зернистый, кварцевый, с большим кол-вом гравия и гальки, насыщенный водой, средней плотности	Ил темно-серый, мягко пластичный, водонасыщенный, просадочный	Песок желтый и  желтовато-серый, кварц полешпатовый, насыщенный водой, средней плотности	Суглинок серый  и светло-серый, плотный, с галькой  и валунами, полутвердый, просадочный	Доломит желтовато-серый, среднезернистый, крепкий