Нормативные значения прочностных

И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

По СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений»

 

Таблица 11

 

Нормативные значения удельного сцепления с_n, кПа (кгс/см²), угла внутреннего трения j_n, град. и модуля деформации Е, МПа (кгс/см²), песчаных грунтов четвертичных отложений

 

Песчаные грунты	Обозначения характеристик грунтов	Характеристика грунтов при коэффициенте пористости е, равном
0,45	0,55	0,65	0,75
Гравелистые и крупные	cn	2(0,02)	1(0,01)	-	-
jn				-
E	50(500)	40(400)	30(300)	-
Средней крупности	cn	3(0,03)	2(0,02)	1(0,01)	-
jn				-
E	50(500)	40(400)	30(300)	-
Мелкие	cn	6(0,06)	4(0,04)	2(0,02)	-
jn
E	48(480)	38(380)	28(280)	18(180)
Пылеватые	cn	8(0,08)	6(0,06)	4(0,04)	2(0,02)
jn
E	39(390)	28(280)	18(180)	11(110)

Таблица 12

Нормативные значения модуля деформации пылевато-глинистых нелессовых грунтов

Происхождение и возраст грунтов	Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести	Модуль деформации грунтов Е, МПа (кг/см^2), при коэффициенте пористости е, равным
0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
Четвертичные отложения	Аллювиальные, Делювиальные, Озерные, Озерно-аллювиальные	Супеси	0 £ IL £ 0,75	-	32 (320)	24 (240)	16(160)	10(100)	7 (70)	-	-	-	-	-
Суглинки	0 £ IL £ 0,75	-	34 (340)	27 (270)	22(220)	17(170)	14(140)	11 (110)	-	-	-	-
0,25 < IL £ 0,5	-	32 (320)	25 (250)	19(190)	14(140)	11(110)	8 (80)	-	-	-	-
0,5 < IL £ 0,75	-	-	-	17(170)	12(120)	8 (80)	6 (60)	5 (50)	-	-	-
Глины	0 £ IL £ 0,75	-	-	28 (280)	24(240)	21(210)	18(180)	15 (150)	12 (120)	-	-	-
0,25 < IL £ 0,5	-	-	-	21(210)	18(180)	15(150)	12 (120)	9 (90)	-	-	-
0,5 < IL £ 0,75	-	-	-	-	15(150)	12(120)	9 (90)	7 (70)	-	-	-
Флювио-глянциальные	Супеси	0 £ IL £ 0,75	-	33 (330)	24 (240)	17(170)	11(110)	7 (70)	-	-	-	-	-
Суглинки	0 £ IL £ 0,75	-	40 (400)	33 (330)	27(270)	21(210)	-	-	-	-	-	-
0,25 < IL £ 0,5	-	35 (350)	28 (280)	22(220)	17(170)	14(140)	-	-	-	-	-
0,5 < IL £ 0,75	-	-	-	17(170)	13(130)	10(100)	7 (70)	-	-	-	-
Моренные	Супеси Суглинки	IL £ 0,5	75 (750)	55 (550)	45 (450)	-	-	-	-	-	-	-	-
Юрские отложения оксфордского яруса	Глины	-0,25 £ IL £ 0	-	-	-	-	-	-	27 (270)	25 (250)	22 (220)	-	-
0 < IL £ 0,25	-	-	-	-	-	-	24 (240)	22 (220)	19 (190)	15 (150)	-
0,25 < IL £ 0,5	-	-	-	-	-	-	-	-	16 (160)	12 (120)	10 (100)

Таблица 13

Нормативные значения удельного сцепления с_n, кПа (кгс/см²), угла внутреннего трения j_n, град., пылевато-глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений

Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести	Обозначения характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супеси	0 £ IL £ 0,25	cn jn	21 (0,21)	17 (0,17)	15 (0,15)	13 (0,13)	- -	- -	- -
0,25 < IL £ 0,75	cn jn	19 (0,19)	15 (0,15)	13 (0,13)	11(0,11)	9 (0,9)	- -	- -
Суглинки	0 < IL £ 0,25	cn jn	47 (0,47)	37 (0,37)	31 (0,31)	25 (0,25)	22 (0,22)	19 (0,19)	- -
0,25 < IL £ 0,5	cn jn	39 (0,39)	34 (0,34)	28 (0,28)	23 (0,23)	18 (0,18)	15 (0,15)	- -
0,5 < IL £ 0,75	cn jn	- -	- -	25 (0,25)	20 (0,20)	16 (0,16)	14 (0,14)	12 (0,12)
Глины	0 < IL £ 0,25	cn jn	- -	81 (0,81)	68 (0,68)	54 (0,54)	47 (0,47)	41 (0,41)	36 (0,36)
0,25 < IL £ 0,5	cn jn	- -	- -	57 (0,57)	50 (0,50)	43 (0,43)	37 (0,37)	32 (0,32)
0,5 < IL £ 0,75	cn jn	- -	- -	45 (0,45)	41 (0,41)	36 (0,36)	33 (0,33)	29 (0,29)

 

Таблица 14

Расчетные сопротивления R ₀ песчаных грунтов

Пески	Значения R O, кПа (кгс/см^2), в зависимости от плотности сложения песков
плотные	средней плотности
Крупные	600 (6)	500 (5)
Средней крупности	500 (5)	400 (4)
Мелкие:
маловлажные	400 (4)	300 (3)
влажные и насыщенные водой	300 (3)	200 (2,0)
Пылеватые:
маловлажные	300 (3)	250 (2,5)
влажные	200 (2)	150 (1,5)
насыщенные водой	150 (1,5)	100 (1)

 

Таблица 15

Расчетные сопротивления R ₀ пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов

Пылевато-глинистые грунты	Коэффициент пористости е	Значения R O, кПа (кгс/см^2), при показателе текучести грунта
IL = 0	IL = 1
Супеси	0,5	300 (3)	300 (3)
0,7	250 (2,5)	200 (2)
Суглинки	0,5	300 (3)	250 (2,5)
0,7	250 (2,5)	180 (1,8)
1,0	200 (2)	100 (1)
Глины	0,5	600 (6)	400 (4)
0,6	500 (5)	300 (3)
0,8	300 (3)	200 (2)
1,1	250 (2,5)	100 (1)

 

 

Приложение В

 

Значение коэффициента K для вычисления сжимающих напряжений от действия сосредоточенной силы.

 

Таблица 16

r/z	K	r/z	K	r/z	K	r/z	K
0.00	0.4775	0.50	0.2733	1.00	0.0844	1.50	0.0251
0.01	0.4773	0.51	0.2679	1.01	0.0823	1.51	0.0245
0.02	0.4770	0.52	0.2625	1.02	0.0803	1.52	0.0240
0.03	0.4764	0.53	0.2571	1.03	0.0783	1.53	0.0234
0.04	0.4756	0.54	0.2518	1.04	0.0764	1.54	0.0229
0.05	0.4745	0.55	0.2466	1.05	0.0744	1.55	0.0224
0.06	0.4732	0.56	0.2414	1.06	0.0727	1.56	0.0219
0.07	0.4717	0.57	0.2363	1.07	0.0709	1.57	0.0214
0.08	0.4699	0.58	0.2313	1.08	0.0691	1.58	0.0209
0.09	0.4679	0.59	0.2263	1.09	0.0674	1.59	0.0204
0.10	0.4657	0.60	0.2214	1.10	0.0658	1.60	0.0200
0.11	0.4633	0.61	0.2165	1.11	0.0641	1.61	0.0195
0.12	0.4607	0.62	0.2117	1.12	0.0626	1.62	0.0191
0.13	0.4579	0.63	0. 2070	1.13	0.0610	1.63	0.0187
0.14	0.4548	0.64	0. 2024	1.14	0.0595	1.64	0.0183
0.15	0.4516	0.65	0.1978	1.15	0.0581	1.65	0.0179
0.16	0.4482	0.66	0.1934	1.16	0.0567	1.66	0.0175
0.17	0.4446	0.67	0.1889	1.17	0.0553	1.67	0.0171
0.18	0.4409	0.68	0.1846	1.18	0.0539	1.68	0.0167
0.19	0.4370	0.69	0.1804	1.19	0.0526	1.69	0.0163
0.20	0.4329	0.70	0.1762	1.20	0.0513	1.70	0.0160
0.21	0.4286	0.71	0.1721	1.21	0.0501	1.72	0.0153
0.22	0.4242	0.72	0.1681	1.22	0.0489	1.74	0.0147
0.23	0.4197	0.73	0.1641	1.23	0.0477	1.76	0.0141
0.24	0.4151	0.74	0.1603	1.24	0.0466	1.78	0.0135
r/z	K	r/z	K	r/z	K	r/z	K
0.25	0.4103	0.75	0.1565	1.25	0.0454	1.80	0.0129
0.26	0.4054	0.76	0.1527	1.26	0.0443	1.82	0.0124
0.27	0.4004	0.77	0.1491	1.27	0.0433	1.84	0.0119
0.28	0.3954	0.78	0.1455	1.28	0.0422	1.86	0.0114
0.29	0.3902	0.79	0.1420	1.29	0.0412	1.88	0.0109
0.30	0.3849	0.80	0.1386	1.30	0.0402	1.90	0.0105
0.31	0.3796	0.81	0.1353	1.31	0.0393	1.92	0.0101
0.32	0.3742	0.82	0.1320	1.32	0.0384	1.94	0.0097
0.33	0.3687	0.83	0.1288	1.33	0.0374	1.96	0.0093
0.34	0.3632	0.84	0.1257	1.34	0.0365	1.98	0.0089
0.35	0.3577	0.85	0.1226	1.35	0.0357	2.00	0.0085
0.36	0.3521	0.86	0.1196	1.36	0.0348	2.10	0.0070
0.37	0.3465	0.87	0.1166	1.37	0.0340	2.20	0.0058
0.38	0.3408	0.88	0.1138	1.38	0.0332	2.30	0.0048
0.39	0.3351	0.89	0.1110	1.39	0.0324	2.40	0.0040
0.40	0.3294	0.93	0. 1083	1.40	0.0317	2.50	0.0034
0.41	0.3238	0.91	0.1057	1.41	0.0309	2.60	0.0029
0.42	0.3181	0.92	0.1031	1.42	0.0302	2.70	0.0024
0.43	0.3124	0.93	0.1005	1.43	0.0295	2.80	0.0021
0.44	0.3068	0.94	0.0981	1.44	0.0288	2.90	0.0017
0.45	0.3011	0.95	0.0956	1.45	0.0282	3.00	0.0015
0.46	0.2955	0.96	0.0933	1.46	0.0275	3.50	0.0007
0.47	0.2899	0.97	0.0910	1.47	0.0269	4.00	0.0004
0.48	0.2843	0.98	0.0887	1.48	0.0263	4.50	0.0002
0.49	0.2788	0.99	0.0865	1.49	0.0257	5.00	0.0001

Приложение Г

 

Для решения методом угловых точек применяется таблица 17.

Примечание к таблице 16: - при определении коэффициента α ₀ (определение напряжений под центром загруженного прямоугольника); - при определении коэффициента α _С (определение напряжений под углом загруженного прямоугольника).

 

 

Приложение Д

 

 

График Ямбу приведен на рис.4.

 

 

Таблица 17

ξ	Круглые фундаменты	Прямоугольные фундаменты с отношением сторон η = l / b	Ленточные фундаменты при а >>10
	1.2	1.4	1.6	1.8		2.4	2.8	3.2
0.00	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000	1.000
0.4	0.949	0.960	0.968	0.972	0.974	0.975	0.976	0.976	0.977	0.977	0.977	0.977	0.977
0.8	0.756	0.800	0.830	0.848	0.859	0.866	0.870	0.875	0.878	0.879	0.880	0.881	0.881
1.2	0.547	0.606	0.652	0.682	0.703	0.717	0.727	0.740	0.746	0.749	0.753	0.754	0.755
1.6	0.390	0.449	0.496	0.532	0.558	0.578	0.593	0.612	0.623	0.639	0.630	0.639	0.642
2.0	0.285	0.336	0.379	0.414	0.441	0.463	0.481	0.505	0.520	0.529	0.540	0.545	0.550
2.4	0.214	0.257	0.294	0.325	0.352	0.374	0.392	0.419	0.437	0.449	0.462	0.470	0.477
2.8	0.165	0.201	0.232	0.260	0.284	0.304	0.321	0.350	0.369	0.383	0.400	0.410	0.420
3.2	0.130	0.160	0.187	0.210	0.232	0.251	0.267	0.294	0.314	0.329	0.348	0.360	0.374
3.6	0.106	0.130	0.153	0.173	0.192	0.209	0.224	0.250	0.270	0.285	0.305	0.320	0.337
4.0	0.087	0.108	0.127	0.145	0.161	0.176	0.190	0.214	0.233	0.248	0.270	0.285	0.306
4.4	0.073	0.091	0.107	0.122	0.137	0.150	0.163	0.185	0.203	0.218	0.239	0.256	0.280
4.8	0.062	0.077	0.092	0.105	0.118	0.130	0.141	0.161	0.178	0.192	0.213	0.230	0.258
5.2	0.053	0.066	0.079	0.091	0.102	0.112	0.123	0.141	0.157	0.170	0.191	0.208	0.239
5.6	0.046	0.058	0.069	0.079	0.089	0.099	0.108	0.124	0.139	0.152	0.172	0.189	0.223
6.0	0.040	0.051	0.060	0.070	0.078	0.087	0.095	0.110	0.124	0.136	0.155	0.172	0.208
6.4	0.036	0.045	0.053	0.062	0.070	0.077	0.085	0.098	0.111	0.122	0.141	0.158	0.196
6.8	0.032	0.040	0.048	0.055	0.062	0.069	0.076	0.088	0.100	0.110	0.128	0.144	0.184
7.2	0.028	0.036	0.042	0.049	0.056	0.062	0.068	0.080	0.090	0.100	0.117	0.133	0.175
7.6	0.024	0.032	0.038	0.044	0.050	0.056	0.062	0.072	0.082	0.091	0.107	0.123	0.166
8.0	0.022	0.029	0.035	0.040	0.046	0.051	0.056	0.066	0.075	0.084	0.098	0.113	0.158
8.4	0.021	0.026	0.032	0.037	0.042	0.046	0.051	0.060	0.069	0.077	0.091	0.105	0.150
8.8	0.019	0.024	0.029	0.034	0.038	0.042	0.047	0.055	0.063	0.070	0.084	0.098	0.144
9.2	0.018	0.022	0.026	0.031	0.035	0.039	0.043	0.051	0.058	0.065	0.078	0.091	0.137
9.6	0.016	0.020	0.024	0.028	0.032	0.036	0.040	0.047	0.054	0.060	0.072	0.085	0.132
	0.015	0.019	0.022	0.026	0.030	0.033	0.037	0.044	0.050	0.056	0.067	0.079	0.126
	0.011	0.017	0.020	0.023	0.027	0.029	0.033	0.040	0.044	0.050	0.060	0.071	0.114
	0.009	0.015	0.018	0.020	0.024	0.026	0.028	0.034	0.038	0.044	0.051	0.060	0.104

 

y0 β (сφγ) α x0 λср=8 λср=6 λср=4 λср=2 λср=6 λср=8 λср=4 λср=2 λср=1 λср=0 λср=0

Рис.4. График Ямбу для установления координат наиболее опасной

круглоцилиндрической поверхности скольжения

 

 

Приложение Е. Пример выполнения контрольной работы

Задача №1.

Определить физико-механические характеристики песчаного и глинистого грунтов, дать их строительную классификацию, определить условные расчетные сопротивления.

Дано:

Для песчаных грунтов:

Гранулометрический состав: 10мм – 13%, 10-2мм – 7%, 2-0.5мм – 46%, 0.5-0.25мм – 14%, 0.25-0.1мм – 13%, менее 0.1мм – 7%.

ρ = 2.0 т/м³;

ρ_s = 2.65 т/м³;

W = 22 %;

Для глинистых грунтов:

ρ = 1.73 т/м³;

ρ_s = 2.71 т/м³;

W = 24.4 %;

W _L = 44.3 %;

W _P = 28.2 %.

Решение:

1. Песчаные грунты:

1) Наименование по гранулометрическому составу: согласно табл.6 (прил. А) при весе частиц крупнее 0.5 мм составляет более 50% (13+7+46=66%) по массе, то песок является крупным.

2) Наименование по плотности сложения:

коэффициент пористости определяется как

, по табл.8 (прил.А) песок средней плотности сложения.

3) Определим наименование по степени влажности:

степень влажности определяется по следующей формуле

, где т/м³ – плотность воды.

По табл. 7 (прил.А) песок определяется как насыщенный водой.

4) По наименованию и классификационным характеристикам определим основные механические характеристики грунта. Согласно вычисленным выше характеристикам и наименованию грунта, применяя интерполяцию по табл.11 (прил.Б) примем: кПа, , МПа. По табл. 14 (прил.Б) кПа.

2. Пылевато-глинистые грунты:

1) Классификация по числу пластичности.

. Согласно табл.9 (прил.А) грунт определяется как суглинок.

2) Классификация по показателю текучести.

. Согласно табл.10 (прил.А) грунт определяется как твердый.

3) Определим коэффициент пористости:

.

4) По наименованию и классификационным характеристикам определим основные механические характеристики грунта. Согласно вычисленным выше характеристикам и наименованию грунта, применяя интерполяцию по табл.12-13 (прил.Б) примем для четвертичных отложений, аллювиальных: кПа, , МПа. По табл. 15 (прил.Б) кПа.

 

Задача №2.

Определить напряжения от собственного веса грунта до глубины H. Построить эпюру напряжений. Толща основания складывается из двух грунтов: 1-ый слой – песок мелкий, толщиной 3.5 м с кН/м³; кН/м³; грунтовые воды залегают на глубине WL=2.7 м; ниже песчаного грунта залегает водоупор, представленный глиной с кН/м³. Эпюру построить до глубины 7 м.

Эпюра напряжений от собственного веса грунта представляет собой ломаную прямую линию, следовательно, необходимо определить уровень напряжений в следующих точках: отметка поверхности, уровень грунтовых вод, уровень водоупора, конечная отметка определения напряжений (отметки 0.0, 2.7, 3.5, 7.0 м).

На поверхности грунта напряжения от его собственного веса отсутствуют =0; Отм.2.7: кПа; Отм. 3.5. Между отм. 2.7 и 3.5 необходимо учитывать взвешивающее действие воды, на отм. 3.5 располагается водоупор, соответственно произойдет скачок напряжений, следовательно, необходимо определить два значения напряжений: кПа; кПа, где - величина скачка напряжений (высота столба воды на ее удельный вес). Отм.7.0: кПа.

 

Задача №3

Определить вертикальные сжимающие напряжения от действия сосредоточенных сил P ₁=2500 кН и P ₂=2500 кН, приложенных к поверхности массива грунта на расстоянии друг от друга l =2 м в точках, расположенных на оси Z по линии действия силы P ₁ и на горизонтальной площадке, на глубине Н =3 м.

Построить эпюры напряжений от действия каждой силы и суммарные на одной схеме.

Вертикальные нормальные напряжения определяются по формуле:

, где , для удобства вычислений сведены в табл.16 (прил.В).

1) Определим вертикальные напряжения по линии действия P ₁.

- от P ₁: r =0, следовательно при любом z, соотношение r / z =0, тогда К =0.4775. На глубине 1 м кПа

Глубина, м
, кПа	298.44	132.64	74.61	47.75	33.16

 

- от P ₂: r =2, следовательно соотношение для глубины 1 м r / z =2, тогда К =0.0085. На глубине 1 м кПа

Глубина, м
К	0.0844	0.1889	0.2733	0.3294	0.3687
, кПа	52.75	52.47	42.70	32.94	25.60

Определим суммарные напряжения: для глубины 1 м кПа.

Глубина, м
, кПа	351.19	185.11	117.31	80.69	58.76

2) Определим вертикальные напряжения по горизонтальной площадке.

- от P ₁: z =3, следовательно соотношение для r =3 (т.7, 12) r / z =1, тогда К =0.0844. При r =3 м кПа, причем в данном случае значения напряжений зеркальны относительно оси Z.

№ точки		9, 10	8, 11
r, м
К	0.4775	0.3687	0.1889
, кПа	132.64	102.42	52.47

 

- от P ₂: z =3, следовательно соотношение для т.7 r =5 r / z =1.67, тогда К =0.0171, кПа.

№ точки				10, 12
r, м
К	0.0374	0.0844	0.1889	0.3687	0.4775
, кПа	10.39	23.44	52.47	102.42	132.64

 

Определим суммарные напряжения

№ точки
, кПа	28.19	62.86	125.86	185.11	204.84	185.11	125.86

 

 

Задача №4.

Определить сжимающие напряжения под центром (точка О) и под серединой длинной стороны прямоугольника (размером 3×7 м) (точка C) на глубине Z=0; 0,5b; 1,0b и 2,0b от поверхности, при внешней нагрузке интенсивностью Р= 0.2 МПа, равномерно распределенной по прямоугольнику.

Определим напряжения под центром прямоугольника нагрузки (точка О) по формуле , где принимается по табл.17 (прил.Г). Для этого определим соотношения: и . Коэффициент определим по интерполяции.

Глубина Z, м		1.5
	1.000	0.806	0.501	0.210
	0.2	0.1612	0.1002	0.042

 

Определим напряжения под серединой длинной стороны прямоугольника нагрузки (точка С) по методу угловых точек, для чего разделим всю площадь на два прямоугольника так, чтобы точка С оказалась на их углах. В этом случае напряжение вычисляется как сумма напряжений от каждого прямоугольника. Напряжение под углом прямоугольника вычисляется по формуле , где принимается по табл.17 (прил.Г). Для этого определим соотношения: и . Коэффициент определим по интерполяции.

Глубина Z, м		1.5
		0.5
	1.000	0.932	0.737	0.372
	0.1	0.0932	0.0737	0.0372

 

 

Задача №5.

Определить устойчивость откоса методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Высота откоса H=12 м, угол наклона , g= 18.4 кН/м³, g= 26.8 кН/м³, С=16 кПа, φ=24°, супесь.

Для определения центра вращения воспользуемся графиком Ямбу.

, коэффициент b =1. Х₀=-0.4; Y₀=1.7.

Координаты центра вращения (). Радиус вращения м.

Разобьем оползневое тело на блоки, графически определим их размеры. Учитывая, что расчет ведется на полосу шириной 1 м, объем блока численно равен его площади. Вес блока P вычисляем как . Значение (расчетного угла) для каждого блока определяем графически. Необходимые вычисления сведем в таблицу:

№ блока	V (объем блока), м^3	P (вес блока), кН	α	, кН	, кН
	3.08	56.67	18°	17.51	53.90
	8.42	154.93	26°	67.92	139.25
	11.90	218.96	36°	128.70	177.14
	12.75	234.60	47°	171.58	160.00
	4.95	91.08	60°	78.88	45.54

 

Определим коэффициент запаса устойчивости:

, где L – длина дуги скольжения, определяемая как м, где - определяется геометрически.

Откос устойчив.