Методические указания и задание к курсовой работе по механике грунтов для студентов-заочников специальностей инженерно-строительного института (стр. 1 )

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И ЗАДАНИЕ

к курсовой работе по механике грунтов

для студентов-заочников специальностей

инженерно-строительного института

Министерство образования РФ

Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)

Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЕ

к курсовой работе по дисциплине

«Механика грунтов»

для студентов-заочников специальностей

инженерно-строительного института

Составитель ,

Омск

Издательство СибАДИ

2004

УДК 624.04

ББК 38.581

Рецензент д-р техн. наук, профессор

Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве методичес-ких указаний для специальностей инженерно-строительного института.

Методические указания и задание к курсовой работе по механике грунтов для студентов-заочников специальностей инженерно-строительного института. / Сост.: , . – Омск: изд-во СибАДИ, 2004.– 20с.

Приведены исходные данные и примеры решения задач по определению напряжений в грунтах, расчету осадки фундамента, определению давления грунта на подпорную стенку, вычислению критического и предельного давления на грунт основания.

Табл. 11. Ил. 4. Библиогр.: 4 назв.

Ó Издательство СибАДИ, 2004

Общие указания

Курсовая работа выполняется в процессе изучения дисциплины «Механика грунтов». При её выполнении необходимо решить 5 заданий, относящихся к различным разделам дисциплины.

Работа состоит из пояснительной записки, в которой следует привести исходные данные по каждой задаче и рисунки, на которых в масштабе изображаются эпюры напряжений и расчетные схемы; решение задачи с исходными данными и обозначениями в них.

Внимание студентов заочников дистанционного обучения! Номер Вашего варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки. Задание оформляется в одном файле, желательно формата Word, графическая часть можно выполнить в любом графическом редакторе, или нарисовать от руки и отсканировать, а затем вставить в файл, где оформлена работа.

Задание 1

К поверхности массива грунта приложена сосредоточенная сила Р.

Определить значения вертикальных нормальных напряжений sz, возникающих в точках массива грунта по горизонтальной оси, расположенной на глубине z и пересекающей линию действия сосредо-точенной силы Р, а также по вертикальной оси, удаленной на расстояние r от этой силы. Построить эпюры этих напряжений.

Варианты заданий (табл.1)

Таблица 1

номер варианта	z, м	r, м	Р, кН	номер варианта	z, м	n, м	Р, кН
0	2,0	1,0	200	5	4,0	3,5	700
1	3,0	2,5	350	6	3,5	4,0	650
2	2,5	2,0	300	7	3,0	2,5	450
3	5,0	1,5	400	8	2,0	1,5	200
4	4,5	3,0	600	9	1,5	2,0	100

Методика решения

Вертикальные нормальные напряжения, действующие по горизон-тальным площадкам, возникающие в массиве грунта от сосредоточенной силы Р, вычисляют по формуле Буссинеска

; К=3/{2p[1+(r/z)2]}5/2. (1)

Значения безразмерного коэффициента К, зависящего от r/z, находят линейным интерполированием по табл. 1.

Для построения эпюры напряжений по горизонтальной оси определяют их значение для точек, находящихся на глубине z, задаваясь различными значениями r.

Таблица 2

Зависимость коэффициента К от отношения r/z

r/z	K	r/z	K	r/z	K	r/z	K
0	0,4475	0,50	0,2733	1,00	0,0844	1,50	0,0251
0,05	0,4745	0,55	0,2466	1,05	0,0744	1,60	0,0200
0,10	0,4657	0,60	0,2214	1,10	0,0658	1,70	0,0160
0,15	0,4516	0,65	0,1978	1,15	0,0581	1,80	0,0129
0,20	0,4329	0,70	0,1762	1,20	0,0513	1,90	0,01050
0,25	0,4103	0,75	0,1565	1,25	0,0454	2,00	0,0086
0,30	0,3849	0,80	0,1386	1,30	0,0402	2,50	0,0034
0,35	0,3577	0,85	0,1226	1,35	0,0357	3,00	0,0015
0,40	0,3294	0,90	0,1083	1,40	0,0317	4,00	0,0004
0,45	0,3011	0,95	0,0956	1,45	0,0282	5,00	0,0001

Для построения эпюры напряжений по вертикальной оси опреде-ляют их значения для точек, находящихся на расстоянии r от сосредото-ченной силы при разных z.

Пример решения

Исходные данные: z = 2,5м; r = 3м; Р = 250 кН.

Определяем напряжения, возникающие в точках грунтового массива по горизонтальной оси при z = 2,5м. Задаёмся различными значениями r,м (0;1; 2; 3; 4; 5), находим по табл.1.1 коэффициент К (табл.1.2).

Таблица 3

r,м	0	1	2	3	4	5
r/z	0	0,4	0,8	1,2	1,6	2
K	0,4775	0,3294	0,1386	0,0513	0,0200	0,0085
, kПa	19,10	13,18	5,54	2,05	0,80	0,34

По результатам расчета строим эпюру (рис.1).

Аналогично определяем напряжения, возникающие в точках грунтового массива по вертикальной оси, удалённой на расстояние r = 3 м от силы Р. Результаты расчета сводим в табл. 3 и строим эпюру напряжений (рис. 2).

Таблица 4

z,м	0	1	2	3	4	5
r/z		3	1,5	1	0,75	0,60
K	0	0,0015	0,0251	0,0844	0,1565	0,2214
, kПa	0	0,38	1,59	2,34	2,45	2,21

Рис.1. Эпюра напряжений по горизонтальной оси.

Рис.2. Эпюра напряжений по вертикальной оси

Задание 2

Рассчитать методом послойного суммирования осадку прямоугольного фундамента под колонну промышленного здания.

Варианты

Основание двухслойное: слой 1 – песок мелкий, слой 2 – суглинок тугопластичный.

Исходными данными являются (табл.5): глубина заложения h, длина l и ширина b фундамента; вертикальная нагрузка на уровне подошвы фунда-мента Р; удельный вес первого слоя g1; плотности частиц грунта первого и второго слоёв rs1 и rs2; коэффициенты пористости е1 и е2; модули общей деформации Е1 и Е2; мощность первого слоя грунта Н1 и расстояние от поверхности до уровня подземных вод hw.