Анализ инженерно-геологических условий

Для оценки прочности и сжимаемости грунтов необходимо установить полное наименование грунтов, представленных в геологическом разрезе, знать их напластования, мощность, наличие и глубину залегания подземных вод. Для этого необходимо рассчитать ряд вспомогательных характеристик грунта.

Для глинистых грунтов определить следующие показатели:

Коэффициент пористости, е:

е = , (3.1)

где γ_s – удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³;

γ – удельный вес грунта, кН/м³;

W – природная влажность грунта.

Степень влажности грунта, S_r:

S_r = , (3.2)

где γ_w – удельный вес воды, 10 кН/м³.

Показатель текучести, J_L:

J_{L =} , (3.3)

где W_p – влажность на границе раскатывания;

W_L – влажность на границе текучести.

По показателю текучести уточнить наименование глинистого грунта (см. табл. 3.1).

Таблица 3.1 – Наименование глинистых грунтов по показателю текучести

Число пластичности, J_p:

J_p = W_L – W_p. (3.4)

Уточнить наименование грунта по числу пластичности (см. табл. 3.2).

Таблица 3.2 – Виды глинистых грунтов по числу пластичности, J_Р

Определить тип песка по гранулометрическому составу в зависимости от процентного содержания частиц по крупности по первому удовлетворяющему условию таблицы 3.3

Таблица 3.3 – Виды грунтов по гранулометрии

Примечание. Для установления наименования грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемого грунта: сначала – крупнее 2 мм, затем – крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований.

Определить плотность сложения песка по таблице 3.4

Таблица 3.4 - Виды песков по плотности

Определить влажность песка по таблице 3.5. Далее следует определить расчетные сопротивления грунтов по таблицам. 3.6 – 3.7, необходимые для предварительного определения размеров фундаментов.

Таблица 3.5 – Виды грунтов по степени влажности, S_r

Таблица 3.6 – Расчетные сопротивления R₀ пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов

Примечание. Для глинистых грунтов с промежуточными значениями e и J_L допускается определять величину R_o, пользуясь интерполяцией, вначале по e для значения J_L = 0 и J_L = 1, затем по J_L между полученными значениями для J_L = 0 и J_L = 1.

Таблица 3.7 – Расчетные сопротивления R₀ песчаных грунтов, МПа

По таблицам 3.8 – 3.10 определить нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов – удельное сцепление C_n, угол внутреннего трения φ_n и модуль деформации E. По полученным значениям необходимо провести анализ, т.е. установить закономерности изменения сжимаемости и прочности грунтов по глубине, выбрать несущий слой.

Для грунтов с промежуточными значениями e против указанных в таблицах 3.8 – 3.10 допускается определять значения C_n, φ_n, Е по интерполяции.

Допускается в запас надежности принимать характеристики C_n, φ_n, Е по соответствующим нижним пределам e и J_L (табл. 3.8 – 3.10), если грунты имеют значения e и J_L меньше этих нижних предельных значений.

При строительной оценке следует учитывать, что рыхлые пески и глинистые грунты с J_L > 0,75 относятся к слабым основаниям. К малопрочным основаниям относят также грунты с R₀ менее 0,15 МПа. Сжимаемость грунтов оценивается по величине модуля деформации Е. Грунт считается малосжимаемым, если Е >20 МПа, средней сжимаемости – при Е=20….5 МПа и сильно сжимаемым при Е< 5 МПа.

Классификацию грунтов следует проводить для всех слоев грунта.

Таблица 3.8 - Нормативные значения удельного сцепления C_n, МПа, угла внутреннего трения φ_n, град. и модуля деформации Е, МПа песчаных грунтов (независимо от происхождения, возраста и влажности)

Таблица 3.9 – Нормативные значения удельного сцепления C_n, МПа и угла внутреннего трения φ_n, град. глинистых грунтов четвертичных отложений

Таблица 3.10-Нормативные значения модуля деформации глинистых грунтов Е, МПа

Результаты расчета грунтов свести в таблицу (см. табл. 3.11).

Таблица 3.11 – Характеристики грунтов

Дать полный анализ прочностных и деформационных характеристик грунтов места строительства причала.

По результатам расчета на чертеже вычертить инженерно-геологический разрез. На инженерно-геологическом разрезе следует указать полное наименование грунта для каждого слоя с указанием наиболее характерных физико-механических характеристик грунтов.

4 СБОР НАГРУЗОК НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ
СООРУЖЕНИЯ

Нагрузки, на которые производится расчет оснований и фундаментов, определяют по результатам расчета, учитывающего совместную работу сооружения и основания.

Нагрузки и воздействия подразделяются на постоянные и временные.

Постоянные нагрузки: собственный вес сооружения и грунта; вес постоянно установленного технологического оборудования; активное давление грунта от его собственного веса и постоянных нагрузок; воздействие от предварительных напряжений конструкций (для преднапряженных элементов конструкции).

Временные нагрузки подразделяются на длительные, кратковременные и особые.

Временные, длительно действующие нагрузки: нагрузки на территории причала от транспортных и перегрузочных машин; нагрузки от складируемых на причале грузов; активное давление грунта от влияния временных нагрузок на территории причала; гидростатическое давление, вызванное подпором грунтовых вод; температурные воздействия, вызванные климатическим перепадом температур в межсезонный период.

Кратковременно действующие нагрузки: швартовная нагрузка, вызванная натяжением швартовных тросов от действия ветра на пришвартованное судно; нагрузка, вызванная навалом судна при швартовке; нагрузка от статического навала стоящего у причала судна, вызванная действием ветра со стороны акватории; волновая нагрузка при подходе впадины волны; гидростатическое давление воды, вызванное образованием подпора за счет колебания уровня воды перед стеной; ледовые нагрузки; ветровые нагрузки; климатические температурные воздействия, вызванные суточным перепадом температур; монтажные нагрузки, возникающие при транспортировке и монтаже элементов сооружения; усадочные воздействия.

Особые нагрузки: сейсмические воздействия; прочие нагрузки и воздействия, возникающие в особых условиях службы сооружения, например взрывная волна и другие катастрофические нагрузки.

При проектировании оснований и фундаментов следует учитывать нагрузки от складируемых материалов и оборудования, размещае­мых вблизи фундаментов.

При расчетах гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований надлежит соблюдать следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний:

(4.1)

где - коэффициент сочетаний нагрузок, при­нимаемый равным:

при расчетах по предельным состояниям первой группы для основного сочетания на­грузок и воздействий в период нормальной эксплуатации 1,0

то же, для периода строитель­ства и ремонта 0,96

для особого сочетания нагру­зок и воздействий 0,90

при расчетах по предельным состояниям второй группы 1,0

F – расчетное значение обобщенного сило­вого воздействия (сила, момент, напря­жение), деформации или другого пара­метра, по которому производится оценка предельного состояния;

R–расчетное значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра, устанавливаемого нормами проектирования;

– коэффициент условий работы, учитываю­щий тип сооружения, конструкции или основания, вид материала, приближенность расчетных схем, вид предельного состояния и другие факторы и устанавли­ваемый действующими нормативными документами на проектирование отдель­ных видов гидротехнических сооруже­ний, их конструкций и оснований;

– коэффициент надежности по ответствен­ности (назначению) сооружения, учиты­вающий капитальность и значимость последствий при наступлении тех или иных предельных состояний;

при расчетах по предельным состоя­ниям первой группы принимается для класса сооружения:

I.................. 1,25

II.................. 1,20

III................. 1,15

IV................. 1.10

при расчетах по предельным состоя­ниям второй группы следует принимать равным 1,0;

при расчете устойчивости естествен­ных склонов следует принимать как для класса рядом расположен­ного проектируемого сооружения.

Таблица 4.1 – Класс основных постоянных гидротехнических сооружений в зависимости от их высоты и типа грунтов основания

Примечания:
1. Грунты: А – скальные: Б – песчаные, крупно­об­ло­моч­ные и глинистыев твердом и полутвердом со­стоянии; В – глинистые, водонасыщенные в пластичном состоянии.

2. Высоту гидротехнического сооружения и оценку его основания следует определять в соответствии со СНиП по проектиро­ванию отдельных видов гидротехнических сооружений и оснований.

3. В поз. 4 и 6 настоящей таблицы вместо высоты сооружения принята глубина у сооружения, в поз. 8 - глубина в месте установки.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: