13708 (Знаходження розрахункових значень фізико-механічних характеристик глинястого ґрунту), страница 4

Відносним відхиленням не значне і ним можна знехтувати.

Межа текучості а) W_L = I_p+W_p = 0,16 + 0,198 = 0,358 ч.о.

б) W_L = (W_p I_L+W - W_p)/I_L = (0,198 0,7 + 0,31 – 0,198)/0,7 = 0,358 ч.о.

Відносні відхилення співпадають з табличними.

Межа розкочування а) W_p = W_L - I_p = 0,358 – 0,16 = 0,198 ч.о.

б) W_p = (I_L W_L - W)/(I_L -1) = (0,7 0,358 –0,31 )/(0,7 -1) = 0,198

Обчислені значення співпадають з табличними.

4.3 Порівняння обчислених і табличних нормативних значень механічних характеристик

Значення механічних характеристик – модуля деформації, кута внутрішнього тертя та питомого зчеплення (табл. 2.3) – перевіряю способом порівняння із табличними за нормалями. Табличні значення одержую у таблицях посібника [6] з використанням назви ґрунту, покажчика текучості та коефіцієнта пористості (табл. 4.1).

Таблиця 4.1. Порівняння нормативних значень механічних характеристик для мого варіанту (суглинок)

Дані таблиці свідчать про невеликий розбіг значень у 3-х випадках.

4.4 Підсумок обчислення нормативних значень характеристик

За стандартом [4] нормативними називають середні арифметичні значення чисельного масиву, вільного від екстремальних значень, та розміри якого статично значущі. У даному звітові нормативними також вважаються обчислені за формулами значення (табл. 4.2) на підставі нормативних значень інших характеристик.

Таблиця 4.2. Зведення даних про нормативні значення характеристик глинястого ґрунту.

5. ОБЧИСЛЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ЗНАЧЕНЬ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТУ

Їх визначення заключний етап цієї курсової праці, в якому будуть використані усі попередні результати. За даними стандарту [4] та нормалі [3] усі характеристики ґрунтів поділені на три групи стосовно методів визначення розрахункових значень. Першу справляють кут внутрішнього тертя та питоме зчеплення ґрунту, до другої групи входять питома вага будь-якого ґрунту і міцність скельного, третя-це усі інші характеристики, що не увійшли до першої та другої.

5.1 Кут внутрішнього тертя та питоме зчеплення нескельного ґрунту

Х_І(ІІ) = (1 - у_І(ІІ))Х_ІІ ; (5.1)

Y_І(ІІ) = Vt_І(ІІ) ; (5.2)

де Х_І – розрахункове значення тангенса кута внутрішнього тертя або питомого зчеплення для обчислення підґрунтя споруди за несучої здатності (за першим граничним станом), коли довірча ймовірність α_І = 0,95 ;

Х_ІІ - розрахункове значення тангенса кута внутрішнього тертя або питомого зчеплення для обчислення підґрунтя споруди за деформаціями (за другим граничним станом), коли довірча ймовірність α_ІІ = 0,85 ;

Х_n – нормативне значення характеристик ;

Y_І(ІІ) – покажчик точності за α_І = 0,95 та α_ІІ = 0,85 відповідно ;

V – коефіцієнт варіації ;

t_І(ІІ) – безрозмірний табличний коефіцієнт; за α_І = 0, 95 та k=n-1=4-1=3, t_І=2, 35; якщо α_ІІ = 0, 85 та k=4-1=3, t_ІІ=1, 25 .

Обчислюю коефіцієнт варіації за формулою (3.2):

V_tg = S/tg_n = 0, 0069 /0, 2640 = 0, 0261;

V_c = S/C_n = 1, 3456 /13,995 = 0, 0961 .

Обчислюю покажчики точності за формулою (5.2):

Y_tgI = V_tgt_І = 0, 0261 2, 35 = 0, 0613 ;

Y_tgII = V_tgt_ІІ = 0, 0261 1, 25 = 0, 0326 ;

Y_cI = V_ct_І = 0, 0961 2, 35 = 0, 2258 ;

Y_cII = V_ct_ІІ =0, 0961 1, 25 = 0, 1201 .

Обчислюю розрахункові значення за формулою (5.1):

tgφ_I = (1 - у_tgI) tgφ_n = (1 - 0, 0613)0, 2640 = 0, 2478 ;

tgφ_IІ = (1 - у_tgIІ) tgφ_n = (1 - 0, 0326)0, 2640 = 0, 2553 ;

С_І = (1 - у_cI) C_n = (1 - 0,2258)13,995 = 10,8349 кПа ;

С_ІІ = (1 - у_cIІ) C_n = (1 - 0,1201)13,995 = 12,3142 кПа ;

φ_І = 13°58, φ_ІІ = 14°20, φ_n = 15° .

Оцінка результатів. Більш значні відхилення розрахункових значень від нормативних спостерігаються у питомого зчеплення – 10,83 та 12,31 проти 13,995 кПа відповідно, що можна пояснити нерівномірністю структурування ґрунту та цементації контактів між мінеральними частинками. Менше відхиляються від нормативного розрахункові значення кута внутрішнього тертя – 13° та 14° проти 15° відповідно, що може бути наслідком більшої однорідності частинок та агрегатів.

5.2 Розрахункові значення питомої ваги ґрунту

Обчислюю їх з використанням нормативного значення та стандарту щільності ґрунту (табл. 2.3). Спочатку знаходжу нормативне значення питомої ваги та ґрунту:

γ_n = gρ_n = 10 1435 =14350Н/м³ = 14,35 кН/м³ ;

S_γ = gS_ρ = 10 16 =160 Н/м³ = 0, 16 кН/м³ ;

Розрахункові значення питомої ваги обчислюю за формулами [4,5] :

γ_І(ІІ) = γ_n – (Stg_I(ІІ)/ √n-1); (5.3)

γ_І⁺_(ІІ) = γ_n – (Stg_I(ІІ)/ √n-1); (5.4)

де γ_І(ІІ) - розрахункове значення питомої ваги для обчислення підґрунтя фундаментів споруд за несучої здатності (за першим граничним станом γ_І), та деформаціями (за другим граничним станом γ_ІІ) ;

γ_І⁺_(ІІ) – те саме, у розрахунках стійкості схилів або бортів кар’єрів чи інших виїмок ;

γ_n – нормативне значення питомої ваги ;

S – стандарт питомої ваги ;

t_І(ІІ) –t_І=2, 01; t_ІІ=1, 17 .

Конкретні обчислення за формулами (5.3) і (5.4):

γ_І = 14,35 – ((0,16 2,01)/√6 - 1) = 14,21 кН/м³ ;

γ_ІІ =14,35 – ((0,16 1,17)/√6 - 1) = 14,27 кН/м³ ;

γ_І⁺ =14,35 + ((0,16 2,01)/√6 - 1) = 14,49 кН/м³ ;

γІІ ⁺=14,35 + ((0,16 1,17)/√6 - 1) = 14,43 кН/м³ .

Оцінка результатів. Перші два значення ( 14,21 та 14,27 ) менші за нормативне, а два інших ( 14,49 та 14,43 ) більші, що відповідає логіці формул (5.3) і (5.4).

5.3 Розрахункові значення будь-яких характеристик, окрім обчислених у підрозділах 5.1 та 5.2

За положенням стандарту [4] розрахункове значення кожної з таких характеристик співпадає з нормативним. У розділах 2 і 4 їх значення підраховані.

5.4 Логічні перевірки значень характеристик та кваліфікація ґрунту

Якщо в розрахунках не зроблені грубі помилки, повинні виконуватися нерівняння (5.5)…(5.16):

WV; 0, 31<0, 44 (5.5)

W≤W_SAT; 0, 31<0, 4448 (5.6)

Sr≤1; 0,679 < 1 (5.7)

ρ_d≤ρ≤ρ_SAT≤ρ_S; 1435≤1880≤2073≤2726 (5.8)

γ_sb≤γ_d≤γ≤γ_SAT≤γ_S; 10,73<14,35<18,8<20,73<27,26 (5.9)

n<1; 0, 4735<1 (5.10)

n≤e; 0, 4735<0, 9 (5.11)

ρ_S ≈ 2660…2740; 2660<27262740 (5.12)

φ_n ≥ φ_II ≥ φ_I; 15°>14, 2°, >13, 58° (5.13)

c_n>c_II>c_I; 13,995 >12, 3142 >10, 8349 (5.14)

γ_І⁺> γ_ІI⁺>γ_n>γ_ІІ>γ_І; 14,49>14,43>14,35>14,27>14,24 (5.15)

n > W_V; 0, 4735> 0, 44 (5.16)

Оцінка результатів. Усі логічні перевірки витримані, тому обчисленні розрахункові значення характеристик вважаю такими, що не протирічать фізичному змістові, і дійсними.

Деякі з характеристик є кваліфікаційними, тому використовую їх для оцінок ґрунту за стандартом [8] :

а) назва глинястого ґрунту – «суглинок», тому що його число пластичності I_p =0,16 і попадає в інтервал 0,07… 0,17 за яким ґрунту надається саме така назва;

б) стан – «мягкопластичний», бо покажчик I_L = 0,7 відповідає інтервалові 0,5…0,75 за яким стан ґрунту зветься саме так;

в) за ступенем вологості Sr = 0,697 ґрунт є вологим, тому що значення Sr < 0,8 який відповідає станові вологий.

ВИСНОВКИ

Під час виконання курсової роботи використані обчислені за стандартом [4] , нормаллю [3] та працею [5] , табличні нормативні значення механічних характеристик ґрунтів за нормалями[6, 7]. Побудовані графіки – паспорти міцності нескельного ґрунту, застосовані наближені формули для визначення характеристик міцності за результатами випробувань на одно площинне зрушення трьох зразків чи монолітів [2] , логічні критерії для співвідношень значень характеристик. Не всі початкові значення заданих характеристик виявилися дійсними, але в усіх випадках дійсними залишилися шість поодиноких значень, що відповідає вимогам нормалі [6] . Обчисленні нормативні значення та на їх підставі – розрахункові 22-х характеристик (табл. 6.1), які використовують в інженерно-геологічних та суміжних задачах. Досліджений ґрунт – суглинок, вологий у м’яко пластичному стані.

Таблиця 6.1. Розрахункові значення характеристик ґрунтів. Зведені дані.

ЛІТЕРАТУРА

1. Бібліографічне описання даних методичних рекомендацій до виконання курсової роботи.

2. Осауленко В.Т. Формули для обчислення деяких фізико-механічних характеристик ґрунтів / Актуальні проблеми геології, географії та екології. Том 2. Збірник наукових праць. – Дніпропетровськ: Навчальна книга, 1999. - с.102…108.

3. СниП 2.01.15 - 90. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования.- М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1991.- 32с.

4. ГОСТ 20522-75. Грунты. Метод статистической обработки результатов определений характеристик. – М.:Изд-во стандартов, 1977. - 13с.

5. Осауленко В.Т. Обработка результатов испытаний грунтов: Учебное пособие для вузов. – Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1992. - 60с.

6. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СниП 2.02.01-83). –М.:Строиздат, 1986.- 415с.

7. СниП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1983.- 22с.

8. ГОСТ 25100 - 82. Грунты. Классификация. – М.:Изд-во стандартов, 1982. - 9с.