Пример расчета

При испытании суглинков на глубине 2,5 м получены следующие результаты:

Удельное давление на штамп р, МПа	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30
Приращение осадки штампа DS, мм	0,95	1,70	1,70	1,95	3,75	6,90
Полная осадка штампа S, мм	0,95	2,65	4,35	6,30	10,05	16,95
Удвоенное приращение осадки штампа, 2DS, мм	1,9	3,4	3,4	3,9	7,5	13,8

Построим график зависимости осадки от удельного давления S=f(p):

Далее вычисляем значение модуля деформаций по формуле

, (8.1)

где k – безразмерный коэффициент, зависящий от материала штампа и его формы; принимаем для круглых штампов равным 0,8; d – диаметр штампа; m - коэффициент Пуассона; Dp – приращение среднего давления по подошве штампа; Ds – приращение осадки штампа при изменении давления на Dp.

Значение Dp определяют графически в пределах условно прямолинейного участка графика. Началом участка является точка на графике, соответствующая природному давлению. За конечные значения р_к и S_к — значения р_i и S_i, соответствующие четвертой точке графика на прямолинейном участке.

Если при давлении р_i приращение осадки будет вдвое больше, чем для предыдущей ступени давления р_i_-1, а при последующей ступени давления р_i₊₁ приращение осадки будет равно или больше приращения осадки при р_i, за конечные значения р_к и S_к следует принимать р_i_-1 и S_i_-1. При этом количество включаемых в осреднение точек должно быть не менее трех. В противном случае при испытании грунта необходимо применять меньшие ступени давления.

Для вычисления Dp на графике находим опытную точку 1, соответствующую полной осадке штампа при природном давлении грунта p_пр на глубине установки штампа Н.

Точка 1. p₁ = p_пр =r×H = 20(кН/м³) × 2,5 (м) = 50 кПа= 0,05 МПа => s₁=0,95мм.

Затем обозначают на графике следующие точки: 2, 3, 4, 5, 6, полученные при последующих ступенях нагружения. Точка 4 соответствует давлению 0,2×МПа (см.таблицу).

Точка 4. p₄=0,2МПа => s₄=6,3мм.

Поскольку приращение осадки штампа при давлении 0,2 МПа не превышает двойного приращения осадки за предыдущую ступень нагружения (0,15МПа): Δs₄=1,95 < 2Δs₃=3,4мм, за конечное давление р_к можно принять 0,2 МПа.

Следовательно, Dp = р₄-р₁ = 0,2 - 0,5 = 0,15 МПа и Ds = s₄- s₁= 6,3-0,95 =5,35 мм. Отсюда модуль деформаций:

15,8МПа.

2. На рис. 8.1 представлены результаты статического зондирования зондом диаметром 36 мм с регистрацией удельного сопротивления грунта под конусом зонда q и сопротивления грунта по боковой поверхности зонда f.

В пределах заданных литологических слоев по варианту определите среднее значение q_З и f_З и произведите оценку следующих показателей грунтов:

для песков – угол внутреннего трения φ, модуль деформации Е, плотность сложения;

для глинистых грунтов – угол внутреннего трения φ, удельное сцепление с, модуль деформации Е и показатель текучести I_L.

Варианты заданий

Вариант	№ слоя	Вариант	№ слоя
8.1	1,2,3	8.6	1,3,4
8.2	2,3,4	8.7	2,4,5
8.3	3,4,5	8.8	1,5,6
8.4	2,5,6	8.9	1,4,5
8.5	1,4,6	8.10	1,5,6

Рис. 8.1. График статического зондирования грунтов установкой С-979: 1 – q - удельное сопротивление грунта под конусом зонда; 2 - f – сопротивление грунта по муфте трения

При определении физико-механических характеристик грунтов в качестве показателей зондирования следует принимать:

при статическом зондировании – удельное сопротивление грунта под конусом зонда q_З и удельное сопротивление грунта по муфте трения зонда f_З. В случае применения зонда I типа сопротивление грунта по боковой поверхности Q_З пересчитывается для каждого инженерно-геологического элемента на удельное сопротивление грунта трению f_З, где f_З – среднее значение сопротивления грунта по боковой поверхности зонда, МПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления по боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в точке зондирования;

при динамическом зондировании – условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда р.

Пример ответа: Для интервала глубины статического зондирования 2-4 м в аллювиальных песках средней крупности получены осредненные значения q_З = 12,0МПа и f_З = 0,8МПа. В соответствии с прил. 8 по значению q определяют показатели, требуемые по заданию. Пески имеют среднюю плотность сложения, φ = 35⁰, Е = 30МПа.