ОБЧИСЛЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ЗНАЧЕНЬ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТУ

5. ОБЧИСЛЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ЗНАЧЕНЬ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТУ

Їх визначення заключний етап цієї курсової праці, в якому будуть використані усі попередні результати. За даними стандарту [4] та нормалі [3] усі характеристики ґрунтів поділені на три групи стосовно методів визначення розрахункових значень. Першу справляють кут внутрішнього тертя та питоме зчеплення ґрунту, до другої групи входять питома вага будь-якого ґрунту і міцність скельного, третя-це усі інші характеристики, що не увійшли до першої та другої.

5.1 Кут внутрішнього тертя та питоме зчеплення нескельного ґрунту

Х_І(ІІ) = (1 - у_І(ІІ))Х_ІІ ; (5.1)

Y_І(ІІ) = Vt_І(ІІ) ; (5.2)

де Х_І – розрахункове значення тангенса кута внутрішнього тертя або питомого зчеплення для обчислення підґрунтя споруди за несучої здатності (за першим граничним станом), коли довірча ймовірність α_І = 0,95 ;

Х_ІІ - розрахункове значення тангенса кута внутрішнього тертя або питомого зчеплення для обчислення підґрунтя споруди за деформаціями (за другим граничним станом), коли довірча ймовірність α_ІІ = 0,85 ;

Х_n – нормативне значення характеристик ;

Y_І(ІІ) – покажчик точності за α_І = 0,95 та α_ІІ = 0,85 відповідно ;

V – коефіцієнт варіації ;

t_І(ІІ) – безрозмірний табличний коефіцієнт; за α_І = 0, 95 та k=n-1=4-1=3, t_І=2, 35; якщо α_ІІ = 0, 85 та k=4-1=3, t_ІІ=1, 25 .

Обчислюю коефіцієнт варіації за формулою (3.2):

V_tg = S/tg_n = 0, 0069 /0, 2640 = 0, 0261;

V_c = S/C_n = 1, 3456 /13,995 = 0, 0961 .

Обчислюю покажчики точності за формулою (5.2):

Y_tgI = V_tgt_І = 0, 0261 2, 35 = 0, 0613 ;

Y_tgII = V_tgt_ІІ = 0, 0261 1, 25 = 0, 0326 ;

Y_cI = V_ct_І = 0, 0961 2, 35 = 0, 2258 ;

Y_cII = V_ct_ІІ =0, 0961 1, 25 = 0, 1201 .

Обчислюю розрахункові значення за формулою (5.1):

tgφ_I = (1 - у_tgI) tgφ_n = (1 - 0, 0613)0, 2640 = 0, 2478 ;

tgφ_IІ = (1 - у_tgIІ) tgφ_n = (1 - 0, 0326)0, 2640 = 0, 2553 ;

С_І = (1 - у_cI) C_n = (1 - 0,2258)13,995 = 10,8349 кПа ;

С_ІІ = (1 - у_cIІ) C_n = (1 - 0,1201)13,995 = 12,3142 кПа ;

φ_І = 13°58, φ_ІІ = 14°20, φ_n = 15° .

Оцінка результатів. Більш значні відхилення розрахункових значень від нормативних спостерігаються у питомого зчеплення – 10,83 та 12,31 проти 13,995 кПа відповідно, що можна пояснити нерівномірністю структурування ґрунту та цементації контактів між мінеральними частинками. Менше відхиляються від нормативного розрахункові значення кута внутрішнього тертя – 13° та 14° проти 15° відповідно, що може бути наслідком більшої однорідності частинок та агрегатів.

5.2 Розрахункові значення питомої ваги ґрунту

Обчислюю їх з використанням нормативного значення та стандарту щільності ґрунту (табл. 2.3). Спочатку знаходжу нормативне значення питомої ваги та ґрунту:

γ_n = gρ_n = 10 1435 =14350Н/м³ = 14,35 кН/м³ ;

S_γ = gS_ρ = 10 16 =160 Н/м³ = 0, 16 кН/м³ ;

Розрахункові значення питомої ваги обчислюю за формулами [4,5] :

γ_І(ІІ) = γ_n – (Stg_I(ІІ)/ √n-1); (5.3)

γ_І⁺_(ІІ) = γ_n – (Stg_I(ІІ)/ √n-1); (5.4)

де γ_І(ІІ) - розрахункове значення питомої ваги для обчислення підґрунтя фундаментів споруд за несучої здатності (за першим граничним станом γ_І), та деформаціями (за другим граничним станом γ_ІІ) ;

γ_І⁺_(ІІ) – те саме, у розрахунках стійкості схилів або бортів кар’єрів чи інших виїмок ;

γ_n – нормативне значення питомої ваги ;

S – стандарт питомої ваги ;

t_І(ІІ) –t_І=2, 01; t_ІІ=1, 17 .

Конкретні обчислення за формулами (5.3) і (5.4):

γ_І = 14,35 – ((0,16 2,01)/√6 - 1) = 14,21 кН/м³ ;

γ_ІІ =14,35 – ((0,16 1,17)/√6 - 1) = 14,27 кН/м³ ;

γ_І⁺ =14,35 + ((0,16 2,01)/√6 - 1) = 14,49 кН/м³ ;

γІІ ⁺=14,35 + ((0,16 1,17)/√6 - 1) = 14,43 кН/м³ .

Оцінка результатів. Перші два значення ( 14,21 та 14,27 ) менші за нормативне, а два інших ( 14,49 та 14,43 ) більші, що відповідає логіці формул (5.3) і (5.4).