2.3 Определение расчётных показателей грунтов

Показатели состава и состояния грунтов непрерывно изменяются от точки к точке даже в пределах строго выделенного инженерно-геологического горизонта. Однако для выполнения расчётов оснований необходимо располагать некоторыми определёнными величинами, которые с необходимой достоверностью отражают физико-механические свойства грунтов. В связи с этим введено понятие о нормативных и расчётных величинах различных показателей грунтов.

Нормативные и расчётные значения показателей характеристик грунтов вычисляют на основе статистической обработки результатов непосредственных испытаний по стандартной методике (ГОСТ 20522-75).

Нормативное значение Xn данной характеристики определяется как среднеарифметическое значение частных непосредственных определений по формуле:

где X1 - частное значение определяемой характеристики; п - количество определений.

В условных данных по грунтам даны нормативные значения характеристик грунтов , , w , wl, wp, с , , E определённые как средние значения по результатами 12 частных определений.

Согласно СНиП все расчёты оснований должны выполняться с использованием расчётных значений характеристик грунтов X , определяемых по формуле:

где - коэффициент надёжности по грунту.

Для большинства характеристик допускается принимать =1, за исключением параметров с и , а так же удельного веса грунта , для которых коэффициент надёжности по грунту определяется по формуле:

Показатель надёжности р берётся с таким знаком, чтобы при расчёте основания и фундамента была обеспечена большая надёжность (расчёт в «запас»). При вычислении значений с и всегда, а расчётных значений в большинстве случаев (в том числе и в расчётных данной курсовой работы), показатель надёжности принимается со знаком «минус». Значение его определяется по формулам:

Для :

Для :

Для с и :

р = ta • V ,

Где V - коэффициент вариации (относительная изменчивость характеристики); п -число частных определений (количество опытных данных); ta - коэффициент, определяемых в зависимости от величины доверительной вероятности а и числа степеней свободы, которые (п — l) для и (п - 2) для с,

Доверительная вероятность, согласно нормам при расчётах оснований фундаментов мостов и труб под насыпями принимается а = 0,98, для расчётов по первой группе (прочности и несущей способности) предельных состояний и

a = 0,90

для расчётов по второй группе предельных состояний (по деформациям).

Для условий, принятых в курсовой работе, исходя из того, что число частных определений характеристик коэффициент n = 12, а коэффициент вариации на основе статистической обработки результатов опытов получен V = 0.080 , следует:

а) для расчёта по I предельному состоянию (а = 0.95)

:

при определении :

при определении с и : ta= 1.81; = 1.81*0.08 = 0.145;

б) для расчёта по II предельному состоянию (а = 0.85)

при определении : ta =1.095 ; = 0.025 ;

при определении с и : ta=1.10; = 1.10*0.08 = 0.088;

= 1.096;

Таким образом, для определения расчётных значений характеристик, для каждого грунта и для конкретного варианта грунтовых условий необходимо нормативные значения характеристик , с и и разделить на соответствующий коэффициент надёжности по грунту. Расчётные значения характеристик по первому предельному состоянию маркируются индексом «I», а по второму - индексом «II».

2-ой слой:

с1 =38/1,17= 32,48 кПа;

с11 =38/1,096= 34,67 кПа

3-ий слой: с1 =57/1,17= 48,72 кПа;

с11 =57/1,096= 52,01 кПа

4-ый слой:

с1 =4/1,17= 3,42 кПа;

с11 =4/1,096= 3,65 кПа

2-ой слой: 1=13/1,17=11,11 11=13/1,096=11,86

3-ий слой 1=18/1,17=15,39 11=18/1,096=16,42

4-ый слой 1=36/1,17=30,77 11=36/1,096=32,85

2-ой слой: =19,5/1,04=18,75 кН/ м3

=19,5/1,026=19,01 кН/ м3

=19,5/1,026=19,01 кН/ м3

3-ий слой:

=19,8/1,04=19,04 кН/ м3

1 =19,8/1,026=19,30 кН/ м3

4-ый слой:

=18,4/1,04=17,69 кН/ м3

1 =18,4/1,026=17,93 кН/ м3

Расчётные характеристики грунтов по предельным состояниям определяем для всех слоев основания и представляем в табличной форме:

Таблица № 2