Расчет опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки (стр. 1 из 4)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по механике грунтов на тему:

"Расчёт опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки."

Содержание

Реферат

1. Расчёт, напряжений от действия сосредоточенной силы.

1.1 Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений s_z по горизонтальной оси, заглублённой от поверхности на z₀и 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

3. 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 Nдо вертикальной оси z.

Необходимо построить эпюры напряжений s_zпри 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_zпо достаточно заполнить таблицу 1,
в которой z₀=constзадано, а r назначается, как показано в таблице 1. В зависимости от отношений r/z₀ по таблице выбирается коэффициент K.

Расчет напряжений s_zТаблица 1.

r, м	z, м	r/z	K	N/z2,кН/м3	sz, кПа
0,0	1,5	0	0,4775	15,5	7,40
1,0	1,5	0,67	0,2214	15,5	3,43
2,0	1,5	1,3	0,0415	15,5	0,64
3,0	1,5	2	0,0085	15,5	0,13
4,0	1,5	2,67	0,0026	15,5	0,0403
5,0	1,5	3,32	0,0009	15,5	0,014

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_zпо достаточно заполнить таблицу 2,

в которой r₀=constзадано, а z назначается.

Расчет напряжений s_zТаблица 2.

r, м	z, м	r/z	K	N/z2,кН/м3	sz, кПа
3,5	0,0	0	0,4775	0	0
3,5	1,0	3,5	0,0007	35	0,0245
3,5	2,0	1,75	0,0146	8,75	0,1277
3,5	3,0	1,16	0,0585	3,89	0,227
3,5	4,0	0,875	0,1086	2,18	0,237
3,5	5,0	0,7	0,1762	1,4	0,246
3,5	6,0	0,58	0,2629	0,97	0,255
3,5	7,0	0,5	0,2733	0,71	0,194

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_zповышается, 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=

6

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_*rкН/м³ и g_s=g_*r_sкН/м³

Характеристики прочности С_nи 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.

Задание к курсовой работе по механике грунтов.

d₁

A

l

g = 10 кПа

B = 0,7 м

H = 5,8 м

h₀ = 1,6 м

N₀ = 3000 кН

d₁ = 2,0 м
m₁ = A/H₁ = 1,6

Физические характеристики грунта. Таблица 3.

№	Глубина отбора, м	Удельный вес грунта, g кН/м3	Удельный вес частиц грунта, gsкН/м3	Плотность сухого грунта, rd г/см3	Коэффициент пористости, e	Полная влагоемкость, Wsat	Показатель водонасыщения, Sr	Число пластичности, Ip	Показатель текучести, Il	Наименование грунта по СНиП 2.02.01-83
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	2,5	18,9	26,46	1,57	0,71	0,26	0,88	12	0,42	Суглинок тугопластичный
2	5,0	18,8	26,85	1,43	0,92	0,34	1	23	0,17	Глина полутвердая
3	7,0	20,38	26,16	1,80	0,48	0,18	0,86	6	0,92	Супесь пластичная
4	11,0	19,6	26,07	1,65	0,61	0,23	0,91	0	0	Песок мелкий, средней плотности
5	14,5	19,6	26,85	1,57	0,75	0,27	1	20	0,15	Глина полутвердая