Расчёт опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра инженерной геологии, механики грунтов, оснований и фундаментов КУРСОВАЯ РАБОТА по механике грунтов на тему Расчт опоры путепровода, устойчивости подпорной стенки.Выполнил студент 932 гр. Черкашин П.П. Принял доцент Одинг Б.С. ВОРОНЕЖ 1998 Содержание Реферат .1. Расчт, напряжений от действия сосредоточенной силы .1.1 Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений sz по горизонтальной оси, заглублнной от поверхности на z0 и пересекающейся с линией действия силы N 2. Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений sz по вертикальной оси, удалнной от линии действия силы N на заданное расстояние r0 5 2. Расчт искусственных сооружений на трассе автомобильной дороги 1. Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки 2. Расчт фундамента опоры путепровода по деформациям основания 1. Определение размеров подошвы фундамента 2. Расчт осадки фундамента опоры путепровода .3. Расчт подпорной стенки, ограждающей выемку в грунте .15 2.3.1. Воздействие активного давления грунта на подпорную стенку 2. Воздействие пассивного давления грунта на подпорную стенку .3. Расчт устойчивости откоса выемки в грунте графоаналити-ческим методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения 20 Библиографический список 24 Реферат Курсовая работа по механике грунтов выполняется с целью закрепления курса и приобретения студентами навыков в оценке инженерно-геологических условий строительной площадки и выполнения расчтов 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 е с путепроводом, пробурены три скважины.

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

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

Отдельным разделом курсовой работы выделяется задача по определению вертикальных составляющих напряжений sz 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 sz при заданных значениях N, z0, r0. Напряжения рассчитываются по формулам Буссинеска sz3N2pz3R5 или szNz2K, где R расстояние от точки приложения силы N до точки, в которой определяется напряжение R x2y2z2 K безразмерный коэффициент, величина которая зависит от отношения rz. 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 sz горизонтальной оси, заглубленной от поверхности на z0 и пересекающейся с линией действия силы N. Для построения эпюры sz по достаточно заполнить таблицу 1, в которой z0const задано, а r назначается, как показано в таблице 1. В зависимости от отношений rz0 по таблице выбирается коэффициент K. Расчет напряжений sz Таблица 1. r, мz, мrzKNz2,кНм3sz, кПа0,01,500,477515,57,401,01,50,670,2214 15,53,432,01,51,30,041515,50,643,01,520, 008515,50,134,01,52,670,002615,50,04035, 01,53,320,000915,50,014 Вывод при удалении на величину z0 1,5 м от вертикальной нагрузки N 35 кН максимальное значение szmax 7,4 кПа располагается под данной силой и если постепенно удалять по горизонтали то sz будет убывать. 1.2 Построение эпюры распределения вертикальных составляющих напряжений sz по вертикальной оси, удаленной от линии действия силы N на заданное расстояние r0. Для построения эпюры sz по достаточно заполнить таблицу 2, в которой r0const задано, а z назначается.

Расчет напряжений sz Таблица 2. r, мz, мrzKNz2,кНм3sz, кПа3,50,000,4775003,51,03,50,0007350,024 53,52,01,750,01468,750,12773,53,01,160,0 5853,890,2273,54,00,8750,10862,180,2373, 55,00,70,17621,40,2463,56,00,580,26290,9 70,2553,57,00,50,27330,710,194 Вывод если удалять по горизонтали исследуемого грунта от вертикальной нагрузки N 35 кН на величину r0 3,5 м, напряжение sz на глубине z 0 м принимает минимальное значение, с увеличением же глубины, напряжение sz повышается, следовательно в данном случае эпюра несимметрична, а szmax 0,255 кПа. По данным таблиц 1 и 2 строятся эпюры напряжений szfz и szfr. N Z0 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 r, м sz, кПа sz, кПа 1 r0 2 3 4 5 6 z, м 2. Расчет искусственных сооружений на трассе автомобильной дороги. 2.1

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

g 10 кПа B 0,7 м H 5,8 м h0 1,6 м N0 3000 кН d1 2,0 м m1 AH1 1,6 Физич... Глубина отбора, мУдельный вес грунта, g кНм3Удельный вес частиц грунта... Значение характеристик прочности грунта в расчетах основания по деформ... Соответствующие данные заносятся в таблицу механических характеристик ... .

Определение размеров подошвы фундамента

Определение размеров подошвы фундамента. Расчет ширины подошвы фундаме... На нижней границе сжимаемой толщи szp0,2szg. hiziZi0,5baszpaP0szpi, кПаЕi, кПаSi12345678 1,24 0 0 1 223,64 1,24 0,8... В расчете подпорной стенки учитываются расчетные характеристики грунта... Таким же образом при необходимости можно осреднить характеристики проч...

Воздействие активного давления грунта на подпорную стенку

Таким образом, при zH или при zH1 PazPahPag-Pac Где PahgIHtg2450-jI2 P... . Воздействие активного давления грунта на подпорную стенку. Если в пределах подпорной стенки чередуются песчаные и глинистые грунт... При z5,8 м Paz 41,99 кПа Равнодействующая Еа1121,77 кН.

Воздействие пассивного давления грунта на подпорную стенку

Для оценки характера распределения пассивного давления грунта в зависи... Необходимо оценить характер распределения пассивного давления грунта н... Известны расчетные значения характеристик грунта, залегающего в предел... Воздействие пассивного давления грунта на подпорную стенку. Подпорная ... Равнодействующая пассивного давления определяется как площадь эпюры па...

приложения равнодействующей пассивного давления грунта определяется путем определения расстояния от подошвы подпорной стенки до линии действия равнодействующей пассивного давления e0MonEn При z 0 м Pпz 27,59 кПа. При z 1,6 м Pпz 79,81 кПа. Равнодействующая Еп1 85,92 кН. Определяем удерживающий момент Моп 57,59 кНм. Построение эпюры пассивного давления грунта на подпорную стенку по результатам расчета выбирается система координат.

Анализ полученных данных после расчета подпорной стенки заключается в сопоставлении результатов расчета активного и пассивного давления грунта на подпорную стенку.

Рассматривая момент относительно точки О действия на подпорную стенку активного давления, как опрокидывающий момент сравниваем его с удерживающим моментом от опрокидывания подпорной стенки, который включает в себя наряду с моментом относительно точки О передней грани подпорной стенки от пассивного давления и момента относительно той же точки от собственного веса подпорной стенки.

MouMonQe1 Где Q собственный вес подпорной стенки в расчетах обычно учитываем вес подпорной стенки на длине 1м е1 плечо момента от действия силы Q относительно точки О передней грани подпорной стенки. Либо воспользуемся следующей формулой MouEne1G2b Где е1b2 GHbgб кН Имеем Mou 91,69 кНм По отношению MouMoah делается вывод об устойчивости подпорной стенки.

Если h ,1 подпорная стенка устойчива. Если h 1,1 подпорная стенка неустойчива. Вывод h 0,38 следовательно 0,38 1,1, что означает что стенка неустойчива. При b 2 м Mou 300,24 кНм h 1,1 следовательно стенка устойчива. Эпюры активного и пассивного давлений на подпорную стенку. 3. Расчт устойчивости откоса выемки в грунте графоаналитическим методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения Метод основан на проверке устойчивости откоса выемки по одной из вероятных поверхностей скольжения.

В качестве такой поверхности с учтом имеющихся наблюдений выбраны цилиндрическая. Ответственным этапом расчта является графическое построение цилиндрической поверхности скольжения. Заданный откос должен быть начерчен в масштабе, желательно на миллиметровой бумаге. Для построения цилиндрической поверхности скольжения выбирается центр вращения О. Приближенно положение центра вращения определяем на пересечении линий, проведнных с учтом углов y30 и b40. С помощью циркуля из центра вращения О через точку В в подошве откоса проводится окружность, отсекающая призматический объм грунта с поперечным сечением АВС. Расчтным является призматический объм грунта с сечением, ограниченным поверхностью откоса и поверхностью скольжения.

Высота призматического объма в расчтах обычно назначается равной 1 м. Выделенная сползающая часть массива грунта вертикальными плоскостями делится на элементы, каждый из которых должен иметь участок цилиндрической поверхности скольжения целиком размещнный в одном слое грунта. Количество элементов назначается в зависимости от сложности геологических условий площадки и глубины выемки, обычно 8-12 элементов.

Аналитическую часть расчта целесообразно производить с записью промежуточных результатов в таблицу расчта устойчивости откоса. Расчет устойчивости откоса. Таблица 6. Номер элементаРазмеры сечения, мПлощадь сечения, м2Вес элемента, Gi, кНУгол, ai, град. NiGicosai, кНFiGisinai, кНjIi, град. СIi, кПаLi, мСIili, кНNitgjIi, кНFui, кН1234567891011121310,35х0,70,254,736601 ,924,32000,900021,5х2,924,4383,7350053,8 164,1419,116,62,643,1618,6361,7931,5х4,1 6,15116,2437092,8369,9519,116,61,931,543 2,1563,6941,5х4,46,6124,4240113,6550,591 6,9522,31,737,9134,6472,5551,5х3,85,7107 ,45130104,6924,1716,9522,31,533,4531,916 5,3661,5х2,94,3581,992081,942,8616,9522, 31,533,4524,9758,4271,45х1,72,4746,56-90 45,99-7,2816,9522,31,533,4514,0247,4781, 6х1,72,7251,27-19048,48-16,6916,9522,31, 840,1414,7854,92S192,06S253,1171,1424,2 В первом столбце таблице записываются номера расчтных элементов.

Во втором столбце записываются геометрические размеры сечений элементов в метрах.

Эти размеры снимаются с чертежа, и определяются с учтом выбранного масштаба. В третьем столбце записываются приближнные значения площадей поперечных сечений элементов в м2. В четвртом столбце таблицы записывается вес элементов Gi, определяемый с учтом объмов этих элементов Vi и осредннного удельного веса грунта, вмещаемого в эти элементы gср.i по формуле GiVigср.i Графически или аналитически определяется центры тяжести каждого элемента.

Из центров тяжести сечений до пересечения с круглоцилиндрической поверхностью скольжения проводятся вертикали, являющиеся линиями действия гравитационных сил веса Gi каждого из этих элементов. Из центра вращения О в точке пересечения линий действия веса каждого из элементов с поверхностью скольжения аi проводятся лучи, образующие с вертикалью углы ai. С помощью транспортира изменяются углы ai их величины заносятся в столбец 5. Полученные данные позволяют по правилу параллело-грамма разложить силы каждого из элементов Gi на нормальные Ni и касательные составляющие Fi силы к площадкам скольжения каждого из элементов.

NiGicosai FiGisinai Значения Ni и Fi заносятся в столбцы 6 и 7. Денные столбца 7 необходимо просуммировать и записать SFi. Реактивные усилия Fui, действующие на участках поверхностей скольжения каждого из элементов, определяются по формуле FuiNitgjIili Для определения составляющих Fui, в столбцы 8 и 9 записываются углы внутреннего трения jIi и удельные сцепления СIi грунтов, залегающих в пределах участков поверхности скольжения i-го элемента.

В столбец 10 записываются длины участков поверхности скольжения в пределах i-го элемента li. В столбце 11 построчно записываются произведения CIili. В столбце 12 построчно записываются произведения NitgjIi. Данные столбцов 11 и 12 суммируются, а затем полученные суммы складываются между собой SFuiSCIiSNitgjIi Результаты расчта коэффициента устойчивости откоса К KSFuiSFi Необходимые данные для расчта коэффициента устойчивости откоса имеются в таблице расчта устойчивости откоса.

Откос считается устойчивым по выбранной поверхности скольжения, если К ,1. К 424,2192,06 2,2 Вывод так как К 1,1, то можно сказать, что откос по выбранной поверхности скольжения устойчивый. Графическое построение круглоцилиндрической поверхности скольжения, масштаб 150 Литература 1. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений М ЦИТП Госстрой СССР, 1986 - С 14-24,30-32,172-174. 2. Методические указания к курсовой работе по механике грунтов для студентов специальности 1211 Автомобильные дороги.