24801 (Расчет опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по механике грунтов на тему:

"Расчёт опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки."

Содержание

Реферат

1. Расчёт, напряжений от действия сосредоточенной силы.

1. Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений s_z по горизонтальной оси, заглублённой от поверхности на z₀ и пересекающейся с линией действия силы N

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

2. Расчёт искусственных сооружений на трассе автомобильной дороги

2.1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

2.2. Расчёт фундамента опоры путепровода по деформациям основания

2.2.1. Определение размеров подошвы фундамента.

2.2.2. Расчёт осадки фундамента опоры путепровода.

2.3. Расчёт подпорной 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

1. Расчёт устойчивости откоса выемки в грунте графоаналити-ческим методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения.
   

Библиографический список

Реферат

Курсовая работа по механике грунтов выполняется с целью: закрепления курса и приобретения студентами навыков в оценке инженерно-геологических условий строительной площадки и выполнения расчётов при решении практических инженерных задач, соответствующих профилю специальности "Автомобильные дороги".

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

Заданы геологические колонки по скважинам, физические характеристики грунта, образец задания приводится.

Необходимо произвести расчёт откоса выемки в грунте, расчёт подпорной стенки, ограждающей выемку в грунте, расчёт осадки фундамента промежуточной опоры путепровода.

Отдельным разделом курсовой работы выделяется задача по определению вертикальных составляющих напряжений s_z от действия на поверхности грунта сосредоточенной силы N.

Выполнению курсовой работы должно сопутствовать изучение специальной технической литературы.

1. Расчет напряжений от действия сосредоточенной силы.

Заданы сосредоточенная сила N, расстояние z₀ от 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 эпюры напряжений s_z при заданных значениях N, z₀, r₀.

Напряжения рассчитываются по формулам Буссинеска:

s_z=3N/2p*z³/R⁵

или

s_z=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 от отношения r/z. Значения коэффициентов К приводится в таблице.

N = 35 kH

r₀ = 3,5 м

z₀ = 1,6 м

1.1 Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений s_z горизонтальной оси, заглубленной от поверхности на z₀ и пересекающейся с линией действия силы N.

Для построения эпюры s_z по достаточно заполнить таблицу 1,
в которой z₀=const задано, а r назначается, как показано в таблице 1. В зависимости от отношений r/z₀ по таблице выбирается коэффициент K.

Расчет напряжений s_z Таблица 1.

Вывод: при удалении на величину z₀ = 1,5 м от вертикальной нагрузки N = 35 кН максимальное значение s_z(max)= 7,4 кПа располагается под данной силой и если постепенно удалять по горизонтали то s_z будет убывать.

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

Для построения эпюры s_z по достаточно заполнить таблицу 2,

в которой r₀=const задано, а z назначается.

Расчет напряжений s_z Таблица 2.

Вывод: если удалять по горизонтали исследуемого грунта от вертикальной нагрузки N = 35 кН на величину r₀ = 3,5 м, напряжение s_z на глубине z = 0 м принимает минимальное значение, с увеличением же глубины, напряжение s_z повышается, следовательно в данном случае эпюра несимметрична, а s_z(max)= 0,255 кПа.

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

N

Z₀=

1. 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 r,м

s_z,кПа

s_z,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 заданные инженерно-геологические разрезы по скважинам и учитывая заданное на плане расстояние между скважинами в масштабе 1:100, строится геологический разрез между двумя скважинами. На полученный таким образом геологический разрез накладывается приведенная в задании к курсовой работе выемка в грунте, огражденная с одной стороны подпорной стенкой, а с другой стороны – откосом заданного заложения. В центре выемки находится опора путепровода (рисунок).

По данным задания, приведенных в таблице физических характеристик грунта, послойно определяется плотность сухого грунта по формуле:

r_d=r/(1+W)

Коэффициент пористости грунта определяется по формуле:

e=(r_s-r_d)/r_d

Полная влагоемкость грунта определяется по формуле:

W_sat=er_w/r_s

Степень влажности грунта определяется по формуле:

S_r=W/W_sat

Где W – природная влажность грунта в долях единицы;

r_w – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

Для глинистых грунтов необходимо определить число пластичности по формуле:

I_p=(W_l-W_p)*100

И показатель текучести по формуле:

I_l=(W-W_p)/(W_l-W_p)

Удельный вес грунта и удельный вес частиц рассчитывается по формулам:

g=g_*r кН/м³ и g_s=g_*r_s кН/м³

Характеристики прочности С_n и j_n, деформационные характеристики грунтов Е и расчетное сопротивление принимаются из таблиц задания.

Значение характеристик прочности грунта в расчетах основания по деформациям при выполнении принимаются с коэффициентом надежности по грунту g_g(c)=1

Удельное сцепление С_II=C_n, угол внутреннего трения j_II=j_n.

В расчетах основания по несущей способности грунта значения характеристик прочности грунтов определяется по формуле:

C_I=C_n/g_g(c), j_I=j_n/g_g(j).

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

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

Соответствующие данные заносятся в таблицу механических характеристик грунтов.

Полученные результаты анализируются и делаются выводы об особенностях инженерно-геологических условий строительной площадки.