Читайте также: |
|
Для расчета затухания осадок фундаментов во времени можно воспользоваться методом эквивалентного слоя профессора Н.А. Цытовича.
В этом случае осадка слоистого основания определяется приближенно из выражения
S = hэ*αo*Po, (3.1)
где hэ – мощность эквивалентного слоя, м, определяемая из выражения
hэ= Aw * B, (3.2)
где hэ– коэффициент эквивалентного слоя, м, зависящий от коэффициента Пуассона ,формы подошвы и жесткости фундамента, определяется по таблице 3.1;
B - ширина подошвы фундамента, м;
о - средний коэффициент относительной сжимаемости грунта,
Рo - дополнительное (уплотняющее) давление по подошве
фундамента, кПа.
В расчетной схеме сжимаемую толщу грунта, которая оказывает влияние на осадку фундамента, принимают равной двум мощностям эквивалентного слоя H = 2 hэ,а распределение дополнительных давлений – по закону треугольника (рисунок 3.1).
Коэффициент относительной сжимаемости в пределах эквивалентного слоя определяется осредненно по формуле
, (3.3)
где n – число слоев грунта в пределах активной зоны;
hi – мощность i -го слоя грунта, м;
Соотношение сторон | Гравий и галька | Пески | Суглинки пластичные | Тяжелые глины сильно пластичные | ||||||||||||||||
Твердые глины и суглинки | супеси | глины пластичные | ||||||||||||||||||
ν = 0,10 | ν = 0,20 | ν = 0,25 | ν = 0,30 | ν = 0,35 | ν = 0,40 | |||||||||||||||
1,13 | 0,96 | 0,89 | 1,20 | 1,01 | 0,94 | 1,26 | 1,07 | 0,99 | 1,37 | 1,17 | 1,08 | 1,58 | 1,34 | 1,24 | 2,02 | 1,71 | 1,58 | |||
1,5 | 1,37 | 1,16 | 1,09 | 1,45 | 1,23 | 1,15 | 1,53 | 1,30 | 1,21 | 1,66 | 1,40 | 1,32 | 1,91 | 1,62 | 1,52 | 2,44 | 2,07 | 1,94 | ||
1,55 | 1,31 | 1,23 | 1,63 | 1,39 | 1,30 | 1,72 | 1,47 | 1,37 | 1,88 | 1,60 | 1,49 | 2,16 | 1,83 | 1,72 | 2,76 | 2,34 | 2,20 | |||
1,81 | 1,55 | 1,46 | 1,90 | 1,63 | 1,54 | 2,01 | 1,73 | 1,62 | 2,18 | 1,89 | 1,76 | 2,51 | 2,15 | 2,01 | 3,21 | 2,75 | 2,59 | |||
2,13 | 1,85 | 1,74 | 2,24 | 1,95 | 1,84 | 2,37 | 2,07 | 1,94 | 2,58 | 2,25 | 2,11 | 2,96 | 2,57 | 2,42 | 3,79 | 3,29 | 3,10 | |||
2,25 | 1,98 | - | 2,37 | 2,09 | - | 2,50 | 2,21 | - | 2,72 | 2,41 | - | 3,14 | 2,76 | - | 4,00 | 3,53 | - | |||
2,35 | 2,06 | - | 2,47 | 2,18 | - | 2,61 | 2,31 | - | 2,84 | 2,51 | - | 3,26 | 2,87 | - | 4,18 | 3,67 | - | |||
2,43 | 2,14 | - | 2,56 | 2,26 | - | 2,70 | 2,40 | - | 2,94 | 2,61 | - | 3,38 | 2,98 | - | 4,32 | 3,82 | - | |||
2,51 | 2,21 | - | 2,64 | 2,34 | - | 2,79 | 2,47 | - | 3,03 | 2,69 | - | 3,49 | 3,08 | - | 4,46 | 3,92 | - | |||
10 и | 2,58 | 2,27 | 2,15 | 2,71 | 2,40 | 2,26 | 2,86 | 2,54 | 2,38 | 3,12 | 2,77 | 2,60 | 3,58 | 3,17 | 2,98 | 4,58 | 4,05 | 3,82 | ||
более | ||||||||||||||||||||
коэффициенты | Awo | Awm | Awconst | Awo | Awm | Awconst | Awo | Aw m | Awconst | Awo | Awm | Awconst | Awo | Awm | Awconst | Awo | Awm | Awconst | ||
Т а б л и ц а 3.1 – Значение коэффициента эквивалентного слоя
П р и м е ч а н и е – Awo – для центра тяжести гибкого фундамента;
Awm – для средней осадки гибкого; Awconst – для осадки жесткого фундамента
oi – коэффициент относительной сжимаемости i - го слоя, кПа-1;
Zi – расстояние от нижней точки эквивалентной треугольной эпюры до середины i - го слоя, м.
Метод эквивалентного слоя дает возможность прогнозировать затухание осадки во времени на основе теория фильтрационной консолидации.
По фильтрационной теории консолидации осадка полностью водонасыщенных грунтов за время tопределяется по формуле
St = U·S,
где U – степень уплотнения (степень консолидации);
S – величина конечной (стабилизированной) осадки, см, определяемой по формуле (3.1).
Значение U изменяется от 0 до I и определяется из решения дифференциальных уравнений в зависимости от схемы распределения давлений в уплотняющемся слое.
Так, для равномерно распределенных давлений
U = (3.5)
где e – основание натуральных логарифмов;
N – коэффициент, зависящий от физических свойств грунта, условий консолидации и времени
(3.6)
где t – время уплотнения от начала загружения, года;
h – путь фильтрации воды, м;
Cv – коэффициент консолидации, м2/год, равный
Cv = Kф / ( o w), (3.7)
где Kф – средний коэффициент фильтрация грунта, м/год;
o– средний коэффициент относительной сжимаемости грунта, кПа-1:
w – удельный вес воды, кН/м.
При слоистом напластовании грунтов ниже подошвы фундамента производят замену слоистого напластования условным однородным грунтом, обладающим средними характеристиками. Средний коэффициент относительной сжимаемости определяется по формуле (3.3), а средний коэффициент фильтрации грунта по формуле (3.8):
Kф= , (3.8)
где H – мощность активной зоны грунта, м;
hi – толщина i - го слоя грунта, м, находящегося в пределах активной зоны;
Ki – коэффициент фильтрации i -го слоя грунта в пределах активной зоны, м/год.
Возможны три основных случая распределения давлений в уплотняющемся слое:
– случай 0 – прямоугольная эпюра давлений;
– случай I – треугольная эпюра с вершиной вверху (при уплотнении от собственного веса);
– случаи 2 – треугольная эпюра с вершиной внизу (при местной нагрузке).
Для упрощения расчетов значения N в зависимости от U для различных случаев приводятся в таблице 3.2
Выбор расчетной схемы уплотняющих давлений зависит от условий выхода воды при фильтрации в процессе уплотнения грунта. Различают следующие схемы:
Схема а. Если водопроницаемость грунтов с глубиной уменьшается, т.е. Kф1> Kф2>... >Kф , то расчет ведется по случаю 2 (см. таблица 3.2) и путь фильтрации воды принимается равным сжимаемой толще h =H, а направление фильтрации - вверх (см. рисунок 3.1).
Схема б. Если в пределах сжимаемой толщи залегают слои хорошо фильтрующего грунта, а наименьшей водопроницаемостью обладает средний слой, т.е. Kф1> Kф2< Kф3, считают, что вода отжимается вверх и вниз и расчет ведут по случаю O (см. таблица 3.2). Принимаем путь фильтрации воды, равным половине мощности сжимаемой толщи h =0,5H (см. таблица 3.2).
Схема в. Если основание сложено песчаными и глинистым грунтами, то затуханием осадки песчаных грунтов пренебрегают. За расчетную толщину слабо проницаемого (глинистого) слоя при определении среднего коэффициента фильтрации принимается hi.
Расчет ведется по случаю O (см. табл. 3.2), принимая путь движения воды h = hi / 2,
где hi – мощность глинистого слоя, т.е. как при двухсторонней фильтрации.
Приведенные формулы и таблицы дают возможность определить осадку слоя грунта как функцию времени. Конечной целью вычисления является построение кривой затухания осадки по ряду ее точек во времени.
Расчет удобно вести в табличной форме в следующем порядке. Определяют средние характеристики слоистого напластования грунтов. Далее устанавливают вид уплотняющих давлений и условия фильтрации воды. Вычисляют коэффициент консолидации и параметр времени T:
, (3.9)
где h – путь фильтрации воды, м;
Сv – коэффициент консолидации, м2/год.
Далее, задаваясь значениями U, вычисляют St, по таблице 3.2 определяют коэффициент N и вычисляют время t = T·N.
Строят график затухания осадки во времени.
Т а б л и ц а 3.2 – Значения коэффициента N
U = St/S | Коэффициент | ||
Случай 0 | Случай 0 | Случай 0 | |
0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 0,98 | 0,005 0,02 0,04 0,08 0,12 0,17 0,24 0,31 0,39 0,49 0,59 0,71 0,84 1,18 1,4 1,69 2,09 2,8 3,63 | 0,006 0,12 0,18 0,25 0,31 0,39 0,47 0,55 0,63 0,73 0.84 0,95 1,1 1,24 1,42 1.64 1,93 2,35 3,17 3,87 | 0,002 0,005 0,01 0,02 0,04 0,06 0,09 0,13 0,18 0,24 0,32 0,42 0,54 0,69 0,88 1,08 1,36 1,77 2,54 3,49 |
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 51 | Нарушение авторских прав