Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Строительных конструкций, оснований и фундаментов»
Гейдт В.Д., Гейдт Л.В.
МЕХАНИКА ГРУНТОВ
ЗАДАНИЕ
К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ
Для студентов специальностей: 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270115 «Экспертиза и управление недвижимостью», 270105 «Городское строительство и хозяйство», 270109 Теплогазоснабжение и вентиляция», 270112 «Водоснабжение и водоотведение»
заочной и заочной сокращенной форм обучения.
Тюмень, 2009
УДК
ББК
Гейдт В.Д., Гейдт Л.В. Механика грунтов: сборник задач для студентов специальностей: 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270115 «Экспертиза и управление недвижимостью», 270105 «Городское строительство и хозяйство», 270109 Теплогазоснабжение и вентиляция», 270112 «Водоснабжение и водоотведение» заочной и заочной сокращенной форм обучения. – Тюмень: РИО ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2009. – 20 с.
Сборник задач разработан на основании рабочих программ ГОУ ВПО ТюмГАСУ дисциплины «Механика грунтов» для студентов специальностей: 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270115 «Экспертиза и управление недвижимостью», 270105 «Городское строительство и хозяйство» заочной и заочной сокращенной форм обучения. Сборник состоит из задач, направленных на закрепление изученного теоретического материала по каждой теме дисциплины.
Рецензент: к.т.н. Пронозин Я.А.
Тираж 300 экз.
ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»
Гейдт В.Д., Гейдт Л.В.
Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»
|
1. |
Общая часть……………………………………………………….. |
4 |
|
2. |
Условия задач……………………………………………………... |
5 |
|
3. |
Таблица 1………………………………………………………... |
7 |
|
4. |
Таблица 2………………………………………………………... |
7 |
|
5. |
Таблица 3………………………………………………………... |
8 |
|
6. |
Таблица 4………………………………………………………... |
9 |
|
7. |
Таблица 5………………………………………………………... |
9 |
|
8. |
Таблица 6………………………………………………………... |
10 |
|
9. |
Таблица 7………………………………………………………... |
11 |
|
10. |
Таблица 8………………………………………………………... |
12 |
|
11. |
Таблица 9………………………………………………………... |
13 |
|
12. |
Таблица 10………………………………………………………. |
14 |
|
13. |
Приложение А……………………………………………………. |
15 |
|
14. |
Список рекомендуемой литературы…………………………….. |
20 |
В предлагаемой методичке приводятся задачи к контрольной работе по основным разделам механики грунтов.
Контрольная работа — самостоятельная работа студентов, завершающая изучение дисциплины "Механика грунтов".
Студент, работая над контрольной работой, систематизирует, закрепляет и углубляет знания, полученные им в процессе обучения. Он должен научиться пользоваться нормативной литературой, учебниками, справочной литературой, ГОСТами и другими материалами.
Основные буквенные обозначения в тексте и таблицах соответствуют строительным нормам и правилам.
Контрольная работа включает 10 задач. Исходные данные к задачам приведены в таблицах и определяются по номеру зачетной книжки. Величины, отмеченные индексом “А”, принимаются по предпоследней цифре, а отмеченные индексом “Б” – по последней цифре номера зачетной книжки. Номер таблицы соответствует номеру задачи.
Необходимые коэффициенты для решения задач приведены в приложении А.
УСЛОВИЯ ЗАДАЧ
ЗАДАЧА №1
Методом угловых точек определить сжимающие напряжения на глубине z в точке О, находящейся, от контура равномерно загруженного прямоугольного фундамента размером lхb, на расстоянии а против середины длинной стороны.
ЗАДАЧА №2
По методу угловых точек найти величину сжимающих напряжений в точке О, расположенной вне контура равномерно загруженного участка ABCD размером lхb.
Схема расположения точки показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Расчетная схема к задаче №2.
ЗАДАЧА №3
Определить и построить эпюру природного вертикального напряжения в массиве грунта с напластованием, представленном в таблице , уровень подземных вод находится на глубине hw от поверхности.
ЗАДАЧА №4
Подпорная стенка высотой H имеет заглубление фундамента hзаг. Стенка удерживает засыпку с удельным весом , углом внутреннего трения и сцеплением С.
Построить эпюру активного давления грунта на стенку, рассчитать величину равнодействующего усилия и определить точку его приложения.
Построить эпюру пассивного давления (отпора) грунта, рассчитать величину равнодействующего усилия пассивного Еп и точку его приложения.
То же, при наличии равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки Р0.
ЗАДАЧА №5
Графическим методом определите активное давление горизонтальной песчаной засыпки на шероховатую подпорную стенку высотой H, задняя грань которой наклонена под углом b к вертикали. При выполнении расчетов величину угла внутреннего трения грунта о стенку j0 примите из условия j0=k×j.
ЗАДАЧА №6
Известны физико-механические характеристики грунта, расчетный уклон m и высота откоса h.
Методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения определите минимальный коэффициент устойчивости откоса kst. Используя формулу Гольдштейна, вычислите предельную высоту такого откоса из условия, что величина коэффициента устойчивости не менее требуемого kтр.
ЗАДАЧА №7
Пологая возвышенность высотой Н прорезается выемкой. Возвышенность сложена неоднородным грунтом.
По методу Fp спроектировать:
а) очертания устойчивого откоса при коэффициенте запаса Кзап=1;
б) очертания откосов при коэффициенте запаса Кзап=1,25.
Определить методом эквивалентного слоя осадку фундамента под колонну каркасного здания.
Определить с помощью метода линейного деформируемого слоя среднюю осадку фундамента под многоэтажное здание.
По результатам проектирования известны: размеры прямоугольного фундамента l´b, глубина его заложения d, физико-механические характеристики грунтов сжимаемой толщи.
Определите методом послойного суммирования осадку фундамента.
Таблица 1
|
№ |
А |
Б |
|||
|
п/п |
p, МПа |
l, м |
b, м |
a, м |
z, м |
|
0 |
0,15 |
3,00 |
1,50 |
0,60 |
1,90 |
|
1 |
0,20 |
1,70 |
1,20 |
0,80 |
1,40 |
|
2 |
0,25 |
2,80 |
2,00 |
1,00 |
1,60 |
|
3 |
0,30 |
2,90 |
1,80 |
1,20 |
1,80 |
|
4 |
0,30 |
2,40 |
2,00 |
1,40 |
2,10 |
|
5 |
0,25 |
2,10 |
1,50 |
1,20 |
1,90 |
|
6 |
0,20 |
3,50 |
2,50 |
1,80 |
1,50 |
|
7 |
0,20 |
3,20 |
2,00 |
1,50 |
2,00 |
|
8 |
0,25 |
3,60 |
2,00 |
1,30 |
1,60 |
|
9 |
0,30 |
3,30 |
1,80 |
1,60 |
1,40 |
|
Примечание: коэффициент принимается по таблице А.1 приложения А. |
|
№ |
А |
Б |
||||
|
п/п |
Р, МПа |
l, м |
b, м |
z, м |
L, м |
В, м |
|
0 |
0,35 |
3,2 |
3,0 |
2,3 |
3,8 |
3,6 |
|
1 |
0,54 |
2,4 |
2,2 |
2,6 |
4,0 |
3,8 |
|
2 |
0,26 |
3,2 |
3,0 |
2,8 |
4,2 |
4,0 |
|
3 |
0,32 |
2,6 |
2,4 |
2,9 |
4,4 |
4,2 |
|
4 |
0,48 |
3,0 |
2,8 |
2,1 |
4,1 |
4,0 |
|
5 |
0,44 |
3,4 |
3,2 |
2,0 |
4,0 |
3,9 |
|
6 |
0,52 |
2,0 |
2,5 |
1,8 |
3,7 |
3,6 |
|
7 |
0,36 |
1,8 |
1,8 |
1,9 |
4,3 |
4,2 |
|
8 |
0,28 |
2,8 |
1,6 |
1,7 |
3,8 |
3,5 |
|
9 |
0,33 |
3,6 |
3,4 |
1,5 |
4,3 |
4,1 |
Таблица 4
|
№ |
А |
Б |
||||
|
п/п |
, г/см3 |
j, град. |
C, Мпа |
Р0, кН/м2 |
H, м |
hзагл, м |
|
0 |
1,91 |
19 |
0,005 |
20,2 |
5,0 |
1,5 |
|
1 |
1,87 |
29 |
0,007 |
21,0 |
6,0 |
1,5 |
|
2 |
1,76 |
19 |
0,005 |
18,1 |
4,5 |
1,0 |
|
3 |
1,80 |
11 |
0,003 |
19,9 |
7,5 |
1,5 |
|
4 |
1,85 |
32 |
0,006 |
36,5 |
6,0 |
1,0 |
|
5 |
1,90 |
30 |
0,004 |
28,4 |
8,0 |
2,0 |
|
6 |
1,78 |
16 |
0,004 |
26,8 |
7,5 |
2,0 |
|
7 |
1,81 |
14 |
0,013 |
46,2 |
6,0 |
1,5 |
|
8 |
1,79 |
19 |
0,010 |
44,8 |
5,5 |
1,4 |
|
9 |
1,88 |
25 |
0,009 |
30,7 |
8,0 |
2,0 |
|
№ |
А |
Б |
|||
|
п/п |
r, г/см3 |
j, град. |
K, ед. |
H, м |
b, град. |
|
0 |
1,90 |
20 |
0,60 |
5,0 |
–5 |
|
1 |
1,88 |
29 |
0,70 |
6,0 |
+5 |
|
2 |
1,89 |
18 |
0,65 |
4,5 |
–10 |
|
3 |
1,75 |
30 |
0,85 |
6,5 |
+5 |
|
4 |
1,80 |
31 |
0,65 |
7,0 |
+5 |
|
5 |
1,83 |
26 |
0,75 |
4,0 |
–15 |
|
6 |
1,92 |
24 |
0,70 |
5,0 |
+10 |
|
7 |
1,98 |
20 |
0,73 |
5,5 |
+5 |
|
8 |
1,83 |
28 |
0,60 |
6,5 |
–5 |
|
9 |
1,76 |
25 |
0,65 |
7,9 |
+10 |
Примечание: При b<0 задняя грань стенки наклонена в сторону грунтовой засыпки, а при b>0 – от грунтовой засыпки.
|
№ |
А |
Б |
||||
|
п/п |
r, г/см3 |
j, град. |
C, Мпа |
h, м |
m, ед. |
kтр, ед. |
|
0 |
1,90 |
20 |
0,018 |
3,0 |
1:1,0 |
1,8 |
|
1 |
1,86 |
24 |
0,040 |
4,5 |
1:1,2 |
2,4 |
|
2 |
1,96 |
18 |
0,060 |
6,0 |
1:1,5 |
2,0 |
|
3 |
1,85 |
31 |
0,030 |
7,0 |
1:1,7 |
1,6 |
|
4 |
1,80 |
13 |
0,050 |
8,0 |
1:2,0 |
2,0 |
|
5 |
1,76 |
15 |
0,020 |
6,5 |
1:2,2 |
1,9 |
|
6 |
1,79 |
26 |
0,035 |
5,0 |
1:2,5 |
2,3 |
|
7 |
1,87 |
33 |
0,013 |
4,0 |
1:1,3 |
2,1 |
|
8 |
1,93 |
12 |
0,060 |
7,5 |
1:1,4 |
2,2 |
|
9 |
1,84 |
17 |
0,050 |
10,0 |
1:1,8 |
1,7 |
|
Примечание: коэффициенты А и В принимаются по таблице А.3 приложения А |
|
А |
|||||
|
1 слой |
|||||
|
№ п/п |
Вид грунта |
Мощность слоя h, м |
Плотность грунта r, г/см3 |
Удельное сцепление С, МПа |
Угол внутр. трения j |
|
0 |
Глина |
5.0 |
1.89 |
0,005 |
20 |
|
1 |
суглинок |
7.0 |
1.88 |
0,006 |
21 |
|
2 |
суглинок |
6.0 |
1.86 |
0,007 |
19 |
|
3 |
Глина |
9.0 |
2.00 |
0,008 |
23 |
|
4 |
Суглинок |
5.0 |
1.90 |
0,009 |
25 |
|
5 |
Глина |
6.0 |
1.89 |
0,007 |
21 |
|
6 |
Глина |
7.0 |
1.87 |
0,006 |
18 |
|
7 |
суглинок |
8.0 |
2.00 |
0,005 |
28 |
|
8 |
Глина |
9.0 |
2.10 |
0,004 |
25 |
|
9 |
суглинок |
7.0 |
2.20 |
0,003 |
30 |
|
Б |
|||||
|
2 слой |
|||||
|
№ п/п |
Вид грунта |
Мощность слоя h, м |
Плотность грунта r, г/см3 |
Удельное сцепление С, МПа |
Угол внутр. трения j |
|
0 |
суглинок |
10.0 |
1.89 |
0,005 |
21 |
|
1 |
Глина |
9.0 |
1.88 |
0,006 |
18 |
|
2 |
Суглинок |
15.0 |
1.86 |
0,007 |
28 |
|
3 |
Глина |
9.0 |
2.00 |
0,008 |
25 |
|
4 |
Глина |
12.0 |
1.90 |
0,009 |
30 |
|
5 |
суглинок |
10.0 |
1.89 |
0,007 |
28 |
|
6 |
суглинок |
9.0 |
1.87 |
0,006 |
25 |
|
7 |
Глина |
15.0 |
2.00 |
0,005 |
30 |
|
8 |
Суглинок |
14.0 |
2.10 |
0,004 |
24 |
|
9 |
Глина |
12.0 |
2.20 |
0,003 |
22 |
|
А |
|||||
|
3 слой |
|||||
|
№ п/п |
Вид грунта |
Мощность слоя h, м |
Плотность грунта r, г/см3 |
Удельное сцепление С, МПа |
Угол внутр. трения j |
|
0 |
суглинок |
6.0 |
1.89 |
0,005 |
21 |
|
1 |
Глина |
8.0 |
1.87 |
0,006 |
18 |
|
2 |
Суглинок |
7.0 |
2.00 |
0,007 |
28 |
|
3 |
Глина |
6.0 |
2.10 |
0,008 |
25 |
|
4 |
Глина |
9.0 |
2.20 |
0,009 |
30 |
|
5 |
суглинок |
10.0 |
1.89 |
0,007 |
28 |
|
6 |
суглинок |
9.0 |
1.87 |
0,006 |
25 |
|
7 |
Глина |
15.0 |
2.00 |
0,005 |
30 |
|
8 |
Суглинок |
9.0 |
2.10 |
0,004 |
24 |
|
9 |
Глина |
12.0 |
2.20 |
0,003 |
22 |
|
№ |
А |
Б |
||||
|
b, м |
l, м |
d, м |
Р, МПа |
Характеристики 1 слоя |
||
|
r, г/см3 |
Е, МПа |
|||||
|
0 |
2,0 |
2,8 |
1,5 |
0,20 |
1,90 |
5,5 |
|
1 |
1,8 |
3,2 |
1,4 |
0,25 |
1,85 |
4,0 |
|
2 |
2,5 |
4,5 |
2,0 |
0,30 |
1,80 |
6,5 |
|
3 |
1,5 |
2,1 |
1,2 |
0,20 |
1,95 |
8,0 |
|
4 |
3,0 |
3,0 |
2,2 |
0,30 |
2,00 |
9,0 |
|
5 |
2,5 |
25,5 |
1,5 |
0,25 |
1,87 |
3,5 |
|
6 |
2,0 |
4,8 |
2,8 |
0,36 |
1,92 |
8,0 |
|
7 |
2,3 |
5,5 |
1,6 |
0,20 |
1,84 |
3,0 |
|
8 |
1,9 |
1,9 |
2,3 |
0,30 |
1,93 |
10,0 |
|
9 |
4,3 |
4,3 |
2,6 |
0,35 |
2,00 |
4,5 |
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Таблица А.1 Значения коэффициента α
|
ξ = 2z/b |
Коэффициент α для фундаментов |
|||||||
|
круглых |
прямоугольных с соотношением сторон η =l / b, равным |
ленточных η 10 |
||||||
|
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,4 |
3,2 |
5 |
|||
|
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 |
1,000 0,949 0,756 0,547 0,390 0,285 |
1,000 0,960 0,800 0,606 0,449 0,336 |
1,000 0,972 0,848 0,682 0,532 0,414 |
1,000 0,975 0,866 0,717 0,578 0,436 |
1,000 0,976 0,876 0,739 0,612 0,505 |
1,000 0,977 0,879 0,749 0,629 0,530 |
1,000 0,977 0,881 0,754 0,639 0,545 |
1,000 0,977 0,881 0,755 0,642 0,550 |
|
2,4 2,8 3,2 3,6 4,0 |
0,214 0,165 0,130 0,106 0,087 |
0,257 0,201 0,160 0,131 0,108 |
0,325 0,260 0,210 0,173 0,145 |
0,374 0,304 0,251 0,209 0,176 |
0,419 0,349 0,294 0,250 0,214 |
0,449 0,383 0,329 0,285 0,248 |
0,470 0,410 0,360 0,319 0,285 |
0,477 0,420 0,374 0,337 0,306 |
|
4,4 4,8 5,2 5,6 6,0 |
0,073 0,062 0,053 0,046 0,040 |
0,091 0,077 0,067 0,058 0,051 |
0,123 0,105 0,091 0,079 0,070 |
0,150 0,130 0,113 0,099 0,087 |
0,185 0,161 0,141 0,124 0,110 |
0,218 0,192 0,170 0,152 0,136 |
0,255 0,230 0,208 0,189 0,173 |
0,280 0,258 0,239 0,223 0,208 |
|
6,4 6,8 7,2 7,6 8,0 |
0,036 0,031 0,028 0,024 0,022 |
0,045 0,040 0,036 0,032 0,029 |
0,062 0,055 0,049 0,044 0,040 |
0,077 0,064 0,062 0,056 0,051 |
0,099 0,088 0,080 0,072 0,066 |
0,122 0,110 0,100 0,091 0,084 |
0,158 0,145 0,133 0,123 0,113 |
0,196 0,185 0,175 0,166 0,158 |
|
8,4 8,8 9,2 9,6 10,0 |
0,021 0,019 0,017 0,016 0,015 |
0,026 0,024 0,022 0,020 0,019 |
0,037 0,033 0,031 0,028 0,026 |
0,046 0,042 0,039 0,036 0,033 |
0,060 0,055 0,051 0,047 0,043 |
0,077 0,071 0,065 0,060 0,056 |
0,105 0,098 0,091 0,085 0,079 |
0,150 0,143 0,137 0,132 0,126 |
|
10,4 10,8 11,2 11,6 12,0 |
0,014 0,013 0,012 0,011 0,010 |
0,017 0,016 0,015 0,014 0,013 |
0,024 0,022 0,021 0,020 0,018 |
0,031 0,029 0,027 0,025 0,023 |
0,040 0,037 0,035 0,033 0,031 |
0,052 0,049 0,045 0,042 0,040 |
0,074 0,069 0,065 0,061 0,058 |
0,122 0,117 0,113 0,109 0,106 |
Примечания: 1. Условные обозначения: b – ширина или диаметр фундамента; l– длина фундамента.
2. Для фундаментов, имеющих подошву в форме правильного многоугольника площадью А , значения α принимаются как для круглых фундаментов радиусом .
3. Для промежуточных значений ξ и η коэффициент α определяется по интерполяции.
Таблица А.4 Коэффициенты А и В
|
Заложение откоса 1:m |
Поверхность скольжения проходит через нижнюю кромку откоса |
|
|
А |
В |
|
|
1:1,00 |
2,34 |
5,79 |
|
1:1,25 |
2,64 |
6,05 |
|
1:1,50 |
2,64 |
6,50 |
|
1:1,75 |
2,87 |
6,58 |
|
1:2,00 |
3,23 |
6,70 |
|
1:2,25 |
3,19 |
7,27 |
|
1:2,50 |
3,53 |
7,30 |
|
1:2,75 |
3,59 |
8,02 |
|
1:3,00 |
3,59 |
8,91 |
Таблица А.5 Коэффициент
|
Относительная толщина слоя |
Коэффициент |
|
0<0.5 |
1.5 |
|
0.5<1 |
1.4 |
|
1<2 |
1.3 |
|
2<3 |
1.2 |
|
3<4 |
1.1 |
|
>5 |
1.0 |
Таблица А.6 Коэффициент
|
Среднее значение модуля деформации грунта основания Е, МПа (кг/см2) |
Значения коэффициента при ширине фундамента b,м, равной |
||
|
b<10 |
1015 |
b>15 |
|
|
Е<10(100) Е10(100) |
1 1 |
1 1,35 |
1 1,5 |
Цытович Н. А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для строит. вузов – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.шк., 1983.-288с., ил.
Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб.пособие М55 для строит. Спец.вузов/ С.Б. Ухов и др. 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Высш.шк.,2002. –566 с.:ил.
Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – М.: Стройиздат, 1988. – 415 с., ил.
СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. – М.: Стройиздат, 1985. – 40 с.
ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. – М.: Стройиздат, 1995., -20.
ГОСТ 5180-84. Физические свойства грунтов. – М.: Стройиздат, 1985., -18с.
Чаповский Е. Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. – М.: Недра, 1975., -238с.