Реферат: Расчет опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки

КУРСОВАЯ РАБОТА

по механике грунтов натему:

«Расчёт опоры путепровода,устойчивости подпорной стенки.»

 

Содержание

  Реферат

1.   Расчёт, напряжений от действия сосредоточенной силы.

1.1       Построение эпюры распределения вертикальных составляющих   напряжений szпо горизонтальной оси, заглублённой от поверхности на z0и пересекающейся с линией действия силыN

1.2. Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений szпо вертикальной оси, удалённой от линии действия силы N на заданное расстояние r0

2.   Расчётискусственных сооружений на трассе автомобильной дороги

2.1. Оценкаинженерно-геологических условий строительной площадки

2.2. Расчётфундамента опоры путепровода по деформациям основания

2.2.1.Определение размеров подошвы фундамента.

2.2.2. Расчётосадки фундамента опоры путепровода.

2.3. Расчётподпорной стенки, ограждающей выемку в грунте

2.3.1.Воздействие активного давления грунта на подпорную стенку.

2.3.2.Воздействие пассивного давления грунта на подпорную стенку

3.         Расчёт устойчивости откоса выемки в грунте графоаналити-ческим методомкруглоцилиндрических поверхностей скольжения.
     

Библиографический список

Реферат

Курсовая работа по механике грунтов выполняется с целью: закреплениякурса и приобретения студентами навыков в оценке инженерно-геологическихусловий строительной площадки и выполнения расчётов при решении практическихинженерных задач, соответствующих профилю специальности «Автомобильныедороги».

Задание на курсовую работу включает в себя данные обинженерно-геологических условий строительной площадки, где на трассеавтомобильной дороги, проходящей в выемке, в месте пересечения её с путепроводом,пробурены три скважины.

Заданы геологические колонки по скважинам, физические характеристикигрунта, образец задания приводится.

Необходимо произвести расчёт откоса выемки в грунте, расчёт подпорнойстенки, ограждающей выемку в грунте, расчёт осадки фундамента промежуточнойопоры путепровода.

Отдельным разделом курсовой работы выделяется задача по определениювертикальных составляющих напряжений sz от действия на поверхности грунта сосредоточеннойсилы N.

Выполнению  курсовой  работы должно  сопутствовать  изучение специальнойтехнической литературы.

1. Расчет напряжений от действия сосредоточенной силы.

Заданысосредоточенная сила N, расстояние z0от поверхности грунта до горизонтальной оси z,пересекающейся с линией действия силы N, расстояние r0 от линии действия силы N до вертикальной оси z.

Необходимо построить эпюрынапряжений sz при заданных значениях N, z0, r0.

Напряжения рассчитываются поформулам Буссинеска:

sz=3N/2p*z3/R5

или

sz=N/z2*K,

где            R – расстояние от точки приложения силы N до точки, в которой определяется напряжение; R=/>x2+y2+z2

K – безразмерный коэффициент, величина которая зависит ототношения r/z. Значениякоэффициентов К приводится в таблице.

  N = 35 kH

  r0 = 3,5 м

  z0 = 1,6 м

1.1 Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений sz горизонтальной оси,заглубленной от поверхности на z0и пересекающейся с линией действиясилы N.

Для построенияэпюры sz по достаточно заполнитьтаблицу 1,
в которой z0=const задано, а r назначается, какпоказано в таблице 1. В зависимости от отношений r/z0по таблице выбирается коэффициент K.

Расчет напряженийsz                                                                                                    Таблица1.

r, м z, м r/z K

N/z2, кН/м3

sz, кПа

0,0 1,5 0,4775 15,5 7,40 1,0 1,5 0,67 0,2214 15,5 3,43 2,0 1,5 1,3 0,0415 15,5 0,64 3,0 1,5 2 0,0085 15,5 0,13 4,0 1,5 2,67 0,0026 15,5 0,0403 5,0 1,5 3,32 0,0009 15,5 0,014

Вывод: приудалении на величину z0 = 1,5 м отвертикальной нагрузки N = 35 кН максимальное значение sz(max)= 7,4 кПа располагается под данной силой и еслипостепенно удалять по горизонтали то sz будет убывать.

1.2 Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений sz по вертикальной оси, удаленнойот линии действия силы N на заданное расстояние r0.

Для построенияэпюры sz по достаточно заполнитьтаблицу 2,

в которой r0=const задано, а zназначается.

Расчет напряженийsz                                                                                                    Таблица2.

r, м z, м r/z K

N/z2, кН/м3

sz, кПа

3,5 0,0 0,4775 3,5 1,0 3,5 0,0007 35 0,0245 3,5 2,0 1,75 0,0146 8,75 0,1277 3,5 3,0 1,16 0,0585 3,89 0,227 3,5 4,0 0,875 0,1086 2,18 0,237 3,5 5,0 0,7 0,1762 1,4 0,246 3,5 6,0 0,58 0,2629 0,97 0,255 3,5 7,0 0,5 0,2733 0,71 0,194

Вывод: еслиудалять по горизонтали исследуемого грунта от вертикальной нагрузки N = 35 кН на величину r0 =3,5 м, напряжение sz  на глубине z = 0 м принимаетминимальное значение, с увеличением же глубины, напряжение sz повышается, следовательно в данном случае эпюранесимметрична, а sz(max)= 0,255 кПа.

По данным таблиц 1 и 2 строятся эпюры напряжений sz=f(z) и sz=f(r).

/>                                                                 N

/>


                                                                                                                                                     Z0=

6     />/>5  4  3  2 1  0  1  2  3  4  5  6   r, м

/>                                                       sz, кПа

/>/>                                                                                                                                                          sz, кПа

                                                                                     

  1

/>                                                                      r0=

                                                                                       2

                                                                                       3

                                                                                       4

                                                                                       5

                                                                                       6

                                                                                        z, м

                                                                                       7

2. Расчет искусственных сооружений на трассе автомобильной дороги.2.1 Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки.

Используя заданныеинженерно-геологические разрезы по скважинам и учитывая заданное на планерасстояние между скважинами в масштабе 1:100, строится геологический разрезмежду двумя скважинами. На полученный таким образом геологический разрезнакладывается приведенная в задании к курсовой работе выемка в грунте,огражденная с одной стороны подпорной стенкой, а с другой стороны – откосомзаданного заложения. В центре выемки находится опора путепровода (рисунок).

По даннымзадания, приведенных в таблице физических характеристик грунта, послойноопределяется плотность сухого грунта по формуле:

rd=r/(1+W)

Коэффициент пористости грунтаопределяется по формуле:

e=(rs-rd)/rd

Полная влагоемкость грунтаопределяется по формуле:

Wsat=erw/rs

Степень влажности грунтаопределяется по формуле:

Sr=W/Wsat

Где W –природная влажность грунта в долях единицы;

    rw – плотностьводы, принимаемая равной 1 г/см3.

Для глинистых грунтов необходимоопределить число пластичности по формуле:

Ip=(Wl-Wp)*100

И показатель текучести по формуле:

Il=(W-Wp)/(Wl-Wp)

Удельный вес грунта и удельный весчастиц рассчитывается по формулам:

g=g*r кН/м3 и gs=g*rs кН/м3

 

Характеристики прочности Сn и jn,деформационные характеристики грунтов Е и расчетное сопротивление принимаютсяиз таблиц задания.

Значение характеристик прочностигрунта в расчетах основания по деформациям при выполнении принимаются скоэффициентом надежности по грунту gg(c)=1

Удельное сцепление СII=Cn, уголвнутреннего трения jII=jn.

В расчетахоснования по несущей способности грунта значения характеристик прочности грунтовопределяется по формуле:

CI=Cn/gg(c),       jI=jn/gg(j).

 

Где gg(c) – коэффициент надежности по грунту, gg(c)=1,5;

    gg(j) – коэффициент надежности. Для песчаных грунтов 1,1, для пылевато-глинястых 1,15.

Соответствующиеданные заносятся в таблицу механических характеристик грунтов.

Полученныерезультаты анализируются и делаются выводы об особенностяхинженерно-геологических условий строительной площадки.

Задание к курсовой работепо механике грунтов.

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/>

h0

  <td/>

d1

  />

A

  /> /> /> />

l

 

           g = 10 кПа

            B = 0,7 м

                                          H= 5,8 м

           h0 = 1,6 м 

           N0= 3000 кН

                       d1 = 2,0 м
                                      m1 = A/H1 = 1,6

Физическиехарактеристики грунта.                                        Таблица 3.

№ Глубина отбора, м

Удельный вес грунта, g кН/м3

Удельный вес частиц грунта, gs кН/м3

Плотность сухого грунта, rd г/см3

Коэффициент пористости, e

Полная влагоемкость, Wsat

Показатель водонасыщения, Sr

Число пластичности, Ip

Показатель текучести, Il

Наименование грунта по СНиП 2.02.01-83 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2,5 18,9 26,46 1,57 0,71 0,26 0,88 12 0,42 Суглинок тугопластичный 2 5,0 18,8 26,85 1,43 0,92 0,34 1 23 0,17 Глина полутвердая 3 7,0 20,38 26,16 1,80 0,48 0,18 0,86 6 0,92 Супесь пластичная 4 11,0 19,6 26,07 1,65 0,61 0,23 0,91 Песок мелкий, средней плотности 5 14,5 19,6 26,85 1,57 0,75 0,27 1 20 0,15 Глина полутвердая

Механические характеристики грунта.                 Таблица 4.

№ Глубина отбора, м Наименование грунта по СниП 2.02.01-83 Модуль деформации, Е, кПа Удельное сцепление Угол внутреннего трения

Условное расчетное сопротивление грунта R0, кПа

СI, кПа

CII, кПа

jI, град

jII, град

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2,5 Суглинок тугопластичный 16000 16,6 25 19,1 22 220 2 5,0 Глина полутвердая 17000 28 42 14,8 17 263 3 7,0 Супесь пластичная 28000 11,3 17 23,5 27 300 4 11,0 Песок мелкий, средней плотности 33000 2 3 30,9 34 300 5 14,5 Глина полутвердая 21000 36 54 16,5 19 377 2.2 Расчет фундамента опоры путепровода по деформациям основания.

В исходных данных накурсовую работу заданы: нагрузка, передаваемая на фундамент от опорыпутепровода N0; глубина заложения фундаментаd1; соотношение сторон прямоугольной подошвыфундамента h=l/b. Необходимо определить размерыподошвы фундамента l,b, расчетноесопротивление грунта R, среднее давление под подошвойфундамента Р и осадку основания S.

2.2.1. Определение размеров подошвы фундамента.

Расчет ширины подошвыфундамента можно выполнить методом последовательных приближений: первоначальноназначается ширина фундамента b=0 и определяетсярасчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента R по формуле:

R=gc1gc2/K[MgbgII+Mgd1gII’+McCII]

где Mg,Mg,Mc – коэффициенты, принимаемые из таблицы;

gc1gc2/К– произведение коэффициентов условий работы, в курсовой работе можно принятьравным 1,0.

b– ширина подошвы фундамента;

d1– глубина заложения фундамента;

CII– расчетное значение удельного веса грунта, залегающего ниже подошвыфундамента;

gII’ – то же, залегающего выше подошвы фундамента.

Ширина подошвы фундамента определяется по формуле:

bc=/>N0/(R-gсрd1)h

где gср – осредненный удельный весбетона и грунта на уступах фундамента. Можно принять равным 21 кН/м3.

Расчет повторяется дотех пор, пока bc последнихприближений будет отличаться не более чем на 1 см.

А так же можновоспользоваться формулой:

P=N0+b2d1gср/b2

Данные для расчета:       gср = 22    кН/м3

                                                                                                     N0  = 3000  кН

                                                                   gII’=18,8  кН/м3

                                                                   gII= 20,38 кН/м3

                                                                                                     CII<sub/>= 17    кПа

                                                                   Mg   = 0,93

Mg= 4,5

Mc= 7,15

После многократных подстановок получаем                     b = 3,1 м

                                                                                                                                                   P = 350 кПа

2.2.2. Расчет осадки фундамента опоры путепровода.

Перед расчетом осадкиоснования необходимо показать геологические условия строительной площадки сучетом положения поверхности грунта и с расположением фундамента опорыпутепровода. Природное давление грунта определяется по формуле:

szg=Sgihi

Для условий строительнойплощадки строится эпюра природных давлений. Дополнительное давление на грунт вуровне подошвы фундамента определяется по формуле:

P0=P-szg0

 

P=(N0+Gгр+Gф)/b2                               P = 350 кПа

Gф=Vфgбет                                                                       

Где Vф=b2h1+1,22(d1-h1)

Gгр=Vгрgгр                                               

Где Vгр=b2d1-Vф

 

После вычислений Р0 =233,64 кПа

Значениеприродного давления в уровне подошвы фундамента szg0 можноопределить графически по эпюре природных давлений на глубине z=H+d1.

Толща грунтапод подошвой фундамента делится на слои hi=0,4b и на нижних границах этих слоевопределяются напряжения szp по формуле:

szp=aP0

где a — коэффициент, принимаемый по таблице.

В данном случае hi=0,4*3,1=1,24 м

При расчетеосадки основания промежуточные вычисления удобно записывать в таблицу расчетаосадки основания. По данным столбцов 2 и 5 таблицы строится эпюрадополнительных давлений szp=f(z).Расчет следует вести до нижней границы сжимаемой толщи (B1C1), которая определяется путем сравнения значенийszpи szgна однойи той же глубине. На нижней границе сжимаемой толщи szp=0,2szg.В графу 6 заносятся средние напряжения в пределах каждого слоя:

szpi=(sz1p+sz2p)/2

В графу 7таблицы заносят модули деформации грунта Еi,залегающего в пределах слоев. В графу 8 таблицы заносятся результаты расчетаосадок отдельных слоев грунта:

Si=0,8*szpi*hi /Ei

Осадкафундамента определяется как сумма осадок отдельных слоев грунта:                                                  S=SSi

Расчетосадки основания.                            Таблица 5.

hi

zi

Zi/0,5b

a

szp=aP0

szpi, кПа

Еi, кПа

Si

/>/>/>1

2 3 4 5 6 7 8

/>

/>1,24

  

   0       0        1     223,64

  1,24    0,8      0,8    178,91

 

  2,48    1,6     0,449   100,4

   -       -        -       -

  3,72    2,4     0,257   57,47

  4,96    3,2     0,16    35,78

  6,2      4      0,108   24,15

201,27 28000 0,0071 1,24 139,65 0,0049

/>0,82

78,93 0,0018

/>0,42

33000

/>1,24

46,62 0,0014

/>1,24

29,96 0,0009

S=SSi

S=0,016 м

Вывод: szp=0,2szgосадка фундамента после линии B1C1 незначительна, расчет ведем до этой линии.Фундамент устойчив, использование не затруднено.

Учёт влияния соседних фундаментов наосадки основания.

 

Опора путепроводасостоит из нескольких колонн, каждая из которых опирается на отдельныйфундамент. Рядом расположенные фундаменты оказывают влияние на осадкирассматриваемого фундамента. Учет влияния соседних фундаментов на осадкурассматриваемого фундамента можно производить методом эквивалентного модуля.

Дополнительнаяосадка рассматриваемого фундамента от влияния соседнего фундамента определяетсяпо формуле:

DS=w0P0c(1-n2)/Eэкв

где w0– коэффициент,определяемый с учетом расстояния от центра нагруженной квадратной площадки состороной “с” до центра фундамента, на которой эта площадка влияет. Еслисоседний фундамент имеет форму квадрата, равновеликому этому треугольнику поформуле:

с=/>lb

где l и b –стороны подошвы прямоугольного фундамента. В таблице коэффициентов w0 выбирается значениекоэффициента w0 взависимости от отношения x/c.

Эпюры природных и дополнительных давлений, масштаб 1:100

Р0-дополнительное давление под подошвой соседнего фундамента;

n — коэффициент Пуассона, врасчетах можно принять n=0,3;

Еэкв– эквивалентный модуль деформации грунта, при определении которого необходимоучитывать, что линия влияния сжимаемости грунтов имеет maxне у подошвы рассматриваемого фундамента, а заглубляется от подошвы тем больше,чем дальше расположен влияющий фундамент.

В результатерасчетов делается сопоставление осадки фундамента и предельной деформацииоснования. Производится проверка соблюдения условия:

S+SDSi/>Sus

Где Sus=1,5/>L

Где L – длина меньшего из двух примыкающих к промежуточной опорепутепровода пролетных строений в метрах.

2.3. Расчет подпорной стенки, ограждающей выемку в грунте.Исходные данные для расчета заданы в задании на проектирование.

За подпорнойстенкой залегают грунты ненарушенной структуры. На поверхности грунта имеетсяпригрузка интенсивностью g. Перед расчетом необходимоуточнить расположение слоев грунта на участке действия активного давления отповерхности грунта до глубины H и на участке действияпассивного давления – от дна выемки до глубины h0.

В расчетеподпорной стенки учитываются расчетные характеристики грунта jI, СI.

Если в пределахподпорной стенки до глубины H залегают несколько слоевглинистых грунтов или несколько слоев песчаных грунтов, то их осредненныепрочностные характеристики следует определить по формулам:

jI=(jI1h1+jI2+…)/H

CI=(CI1+h1+CI2h2+…)/H

Так же осредняются иудельные веса слоев грунта, залегающих за подпорной стенкой. Если же заподпорной стенкой от поверхности грунта до глубины Н1 залегаетглинистый грунт, а ниже на участке Н2=Н-Н1 песчаныйгрунт, или наоборот, вначале песчаный, а затем глинистый грунт, то осреднениепрочностных характеристик следует вести раздельно для слоя Н1 и дляслоя Н2. Таким же образом при необходимости можно осреднитьхарактеристики прочности в пределах слоя h0длярасчета пассивного давления.

По расчетам за подпорнойстенкой от поверхности грунта до глубины:

H = 5,8 м                                                              j   = 15,46<sup/>0

g   = 18,9 кН/м                                  CI<sub/>= 18,13 кПа

2.3.1. Воздействие активного давления грунта на подпорную стенку.

Интенсивностьраспределения активного давления за подпорной стенкой с учетом пригрузки заподпорной стенкой определяется по формуле:

 Paz=gIz*tg2(450-jI/2)+g*tg2(450-jI/2)-2CI*tg2(450-jI/2)

Для построенияэпюры активного давления на подпорную стенку достаточно определить величинуинтенсивности активного давления у подошвы подпорной стенки или на нижнейгранице рассматриваемого слоя Н1. Таким образом, при z=H или при z=H1:

Paz=Pah+Pag-Pac

 

Где                                                               Pah=gIHtg2(450-jI/2)

                                                                      Pag=g tg2(450-jI/2)

                                                                      Pac=2CItg(450-jI/2)

При Рag-Pac>0 эпюраактивного давления имеет вид трапеции. При Рag-Pac=0 – вид треугольника. При Рag-Pac<0 – виддвух треугольников с разными знаками.

Если в пределахподпорной стенки чередуются песчаные и глинистые грунты, то расчетинтенсивности активного давления следует производить раздельно: в начале дляверхнего слоя Н1, а затем для нижнего слоя Н2. При этомследует учитывать, что нагрузка g1=g+gIHI.

В связанныхгрунтах в непосредственной близости от поверхности грунта расчетнаяинтенсивность активного давления до глубины hc может выражаться отрицательным числом Paz<0,что говорит об отсутствии на этом участке давления грунта. Глубину – hc можно рассчитать поформуле:

hc=

  2CI-gtg(450-jI/2)

gItg(450-jI/2)

Равнодействующуюактивного давления Еа можно определить как площадь эпюрыинтенсивности активного давления. Направление равнодействующей активногодавления, действующего на вертикальную грань подпорной стенки, горизонтальное,а точка ее приложения находится в центре тяжести эпюры.

В результатерасчета определяется опрокидывающий момент относительно точки О, расположеннойна передней грани подпорной стенки.

При z=5,8 м;Paz= 41,99 кПа;

Равнодействующая Еа1=121,77кН.

Определяем опрокидывающий момент Моа=235,42 кНм.

2.3.2. Воздействие пассивного давления грунта на подпорную стенку.

Подпорнаястенка заглублена в грунт ниже дна котлована на h0.Известны расчетные значения характеристик грунта, залегающего в пределахглубины h0. Необходимо оценить характерраспределения пассивного давления грунта на подпорную стенку, определитьравнодействующую пассивного давления грунта на подпорную стенку Еn, определить момент, удерживающий за счет пассивногодавления подпорную стенку от опрокидывания Mon.

Для оценкихарактера распределения пассивного давления грунта в зависимости от заглублениястенки от дна котлована строится эпюра пассивного давления. Для построенияэпюры пассивного давления используется известная зависимость:

Pnz=gIz*tg2(450+jI/2)+2CI*tg(450-jI/2)

Эту зависимость можносокращенно записать в следующем виде:

Pnz=Pnh+Pnc

 

Где                                                               Pnh=gIztg2(450+jI/2)

                                                                      Pnc=2CItg(450+jI/2)

Посколькузависимость пассивного давления от глубины носит линейный характер, то дляпостроения эпюры достаточно определить пассивное давление в двух точках – при z=0 и при z=h0.Равнодействующая пассивного давления определяется как площадь эпюры пассивногодавления по формуле:

Еn=(Pnh+2Pnc)*h0/2

Момент относительноточки 0 передней грани подпорной стенки определяется по формуле:

M0=

     Pnh+3Pnc<sub/> h02

   3    * 2

Точка приложенияравнодействующей пассивного давления грунта определяется путем определениярасстояния от подошвы подпорной стенки до линии действия равнодействующейпассивного давления:

e0=Mon/En

При z= 0 м; Pпz=27,59  кПа.

При z= 1,6м; Pпz=79,81  кПа.

Равнодействующая Еп1=85,92 кН.

Определяем удерживающий момент Моп=57,59 кНм.

Построение эпюрыпассивного давления грунта на подпорную стенку по результатам расчета:выбирается система координат. Анализ полученных данных после расчета подпорнойстенки заключается в сопоставлении результатов расчета активного и пассивногодавления грунта на подпорную стенку.

Рассматривая моментотносительно точки О действия на подпорную стенку активного давления, какопрокидывающий момент сравниваем его с удерживающим моментом от опрокидыванияподпорной стенки, который включает в себя наряду с моментом относительно точкиО передней грани подпорной стенки от пассивного давления и момента относительнотой же точки от собственного веса подпорной стенки.

Mou=Mon+Qe1

 

Где Q– собственный вес подпорной стенки (в расчетах обычно учитываем вес подпорнойстенки на длине 1м);

    е1 –плечо момента от действия силы Q относительно точки О переднейграни подпорной стенки.

Либо воспользуемся следующей формулой:

Mou=Ene1+G2b

Где е1=b/2;

    G=Hbgб кН

Имеем Mou= 91,69кНм

По отношению Mou/Moa=h делаетсявывод об устойчивости подпорной стенки. Если h/>1,1 подпорная стенкаустойчива. Если h<1,1 – подпорнаястенка неустойчива.

Вывод: h= 0,38 следовательно 0,38<1,1, чтоозначает что стенка                                          неустойчива. При b= 2 м  Mou= 300,24 кНм  h>1,1 следовательно стенкаустойчива.

Эпюры активного и пассивного давлений наподпорную стенку.

3. Расчёт устойчивости откоса выемки в грунте графоаналитическим методомкруглоцилиндрических поверхностей скольжения

Метод основан на проверке устойчивости откоса выемки поодной из вероятных поверхностей скольжения. В качестве такой поверхности сучётом имеющихся наблюдений выбраны цилиндрическая. Ответственным этапомрасчёта является графическое построение цилиндрической поверхности скольжения.Заданный откос должен быть начерчен в масштабе, желательно на миллиметровойбумаге. Для построения цилиндрической поверхности скольжения выбирается центрвращения «О». Приближенно положение центра вращения определяем напересечении линий, проведённых с учётом углов y=30° и b=40°.

С помощью циркуля из центра вращения «О» через точку«В» в подошве откоса проводится окружность, отсекающая призматическийобъём грунта с поперечным сечениемАВС.

Расчётным является призматический объём грунта с сечением, ограниченнымповерхностью откоса и поверхностью скольжения. Высота призматического объёма врасчётах обычно назначается равной 1 м. Выделенная сползающая часть массивагрунта вертикальными плоскостями делится на элементы, каждый из которых должениметь участок цилиндрической поверхности скольжения целиком размещённый в одномслое грунта.

Количество элементов назначается в зависимости от сложности геологическихусловий площадки и глубины выемки, обычно 8-12 элементов. Аналитическую частьрасчёта целесообразно производить с записью промежуточных результатов в таблицурасчёта устойчивости откоса.

 

Расчетустойчивости откоса.                         Таблица 6.

Номер элемента Размеры сечения, м

Площадь сечения, м2

Вес элемента, Gi, кН

Угол,ai, град.

Ni=Gi*cosai, кН

Fi=Gi*sinai, кН

jIi, град.

СIi, кПа

Li, м

СIili, кН

NitgjIi, кН

Fui, кН

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 0,35х0,7 0,25 4,73

660

1,92 4,32 0,9 2 1,5х2,92 4,43 83,73

500

53,81 64,14 19,1 16,6 2,6 43,16 18,63 61,79 3 1,5х4,1 6,15 116,24

370

92,83 69,95 19,1 16,6 1,9 31,54 32,15 63,69 4 1,5х4,4 6,6 124,4

240

113,65 50,59 16,95 22,3 1,7 37,91 34,64 72,55 5 1,5х3,8 5,7 107,45

130

104,69 24,17 16,95 22,3 1,5 33,45 31,91 65,36 6 1,5х2,9 4,35 81,99

20

81,94 2,86 16,95 22,3 1,5 33,45 24,97 58,42 7 1,45х1,7 2,47 46,56

-90

45,99 -7,28 16,95 22,3 1,5 33,45 14,02 47,47 8 1,6х1,7 2,72 51,27

-190

48,48 -16,69 16,95 22,3 1,8 40,14 14,78 54,92 S 192,06 S 253,1 171,1 424,2

В первом столбце таблице записываются номера расчётных элементов. Во второмстолбце записываются геометрические размеры сечений элементов в метрах. Этиразмеры снимаются с чертежа, и определяются с учётом выбранного масштаба.

В третьем столбце записываются приближённые значения площадей поперечныхсечений элементов в м2.

В четвёртом столбце таблицы записывается вес элементовGi, определяемый с учётом объёмов этихэлементов Vi и осреднённого удельного весагрунта, вмещаемого в эти элементы gср.i по формуле:

Gi=Vi*gср.i

Графически или аналитически определяется центры тяжестикаждого элемента. Из центров тяжести сечений до пересечения скруглоцилиндрической поверхностью скольжения проводятся вертикали, являющиесялиниями действия гравитационных сил веса Giкаждого из этих элементов.

Из центра вращения «О» в точке пересечения линий действия весакаждого из элементов с поверхностью скольжения аiпроводятся лучи, образующие с вертикалью углы ai.

С помощью транспортира изменяются углы ai их величины заносятся встолбец 5. Полученные данные позволяют по правилу параллело-грамма разложитьсилы каждого из элементов Gi на нормальные Ni и касательные составляющие Fiсилы к площадкам скольжения каждого из элементов.

 

Ni=Gi*cosai

Fi=Gi*sinai

Значения Ni и Fiзаносятся в столбцы 6 и 7. Денные столбца 7 необходимо просуммировать изаписать SFi.Реактивные усилия Fui, действующие научастках поверхностей скольжения каждого из элементов, определяются по формуле:  Fui=NitgjIili

 

 

 

Для определения составляющих Fui, встолбцы 8 и 9 записываются углы внутреннего трения jIi иудельные сцепления СIi грунтов, залегающих впределах участков поверхности скольжения i-го элемента.

В столбец 10 записываются длины участков поверхности скольжения впределах i-го элемента li. В столбце 11построчно записываются произведения CIili.

В столбце 12построчно записываются произведения NitgjIi.Данные столбцов 11 и 12 суммируются, а затем полученные суммы складываютсямежду собой:

SFui=SCIi+SNitgjIi

 

Результаты расчётакоэффициента устойчивости откоса «К»:

K=SFui/SFi

Необходимые данные для расчёта коэффициента устойчивостиоткоса имеются в таблице расчёта устойчивости откоса. Откос считаетсяустойчивым по выбранной поверхности скольжения, если
К/>1,1.

К = 424,2/192,06 = 2,2

Вывод:так как К > 1,1, то можно сказать, что откос по выбранной поверхностискольжения устойчивый.

Графическое построение круглоцилиндрической поверхностискольжения, масштаб 1:50

 

 

Литература

1. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений: М: ЦИТПГосстрой СССР, 1986; — С 14-24,30-32,172-174.

2. Методические указания к курсовой работе по механике грунтов длястудентов специальности 1211 «Автомобильные дороги».

еще рефераты
Еще работы по геологии