З.К. Азизов

МЕХАНИКА ГРУНТОВ

Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 27010265 «Промышленное и гражданское строительство» и 27010965 «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Ульяновск 2008

УДК 32.001(075)

ББК 66.0 я7

П 87

Рецензенты: заведующий кафедрой, к.г.н., доцент А. И. Золотов (кафедра «География» УлГПУ); В. Л. Рубцов, гл. инженер ООО «ГрадСтройПроект».

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия.

Пьянков, С. А., Азизов З. К.

П 87 Механика грунтов: учебное пособие / С. А. Пьянков, З. К. Азизов; Ульян. гос. техн. ун-т. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 97 с.

ISBN 5-89146-700-0

Учебное пособие содержит материалы по дисциплине «Механика грунтов». Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 27010265 «Промышленное и гражданское строительство» и 27010965 «Теплогазоснабжение и вентиляция», изучающих дисциплину «Механика грунтов».

УДК 32.001(075)

ББК 66.0 я7

Ó Пьянков С. А., Азизов З.К., 2008

ISBN 5-89146-700-0 Ó Оформление. УлГТУ, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………...4

1. Общие представления о грунтах и механике грунтов и основы строительного грунтоведения……………………………………………………….. 5

1.1. Механика грунтов как теоретическая основа проектирования оснований. Исторический обзор развития дисциплины. Основные понятия и определения……………..………... 5

1.2. Состав и строение грунта. Виды грунтов………………………..………………….. 7

1.3. Классификация грунтов………………………………………………………..……. 11

1.4. Структурно-неустойчивые грунты……………………………………..…………... 13

1.5. Основные расчетные модели грунтов ………………………………………………15

2. Физические свойства грунтов, классификация грунтов по физическим свойствам………………………………………………………………………….….17

2.1. Основные характеристики физических свойств грунтов, отбор образцов……….....17

2.2. Основные, производные и классификационные характеристики грунта……….... 21

2.3. Строительная классификация грунтов по физическим свойствам ………………. 24

2.4. Понятие об оптимальной плотности скелета грунта и оптимальной влажности......28

3. Основные закономерности сопротивления грунтов действию внешних нагрузок, механические свойства грунтов……...…………….. 28

3.1. Условия работы грунтов в массиве. Основные законы и свойства,

механические характеристики…………………………………..………………………. 28

3.2. Закон уплотнения, сжимаемость грунта. Компрессионная зависимость, компрессионные испытания. Коэффициент сжимаемости, модуль деформации грунта ………………..30

3.3. Закон сопротивления сдвигу для различных грунтов, характерные зависимости. Угол внутреннего трения и угол естественного откоса, трение и сцепление…………………35

3.4. Закон ламинарной фильтрации, водопроницаемость и фильтрационные свойства. Гидравлический градиент, коэффициент фильтрации………………………………………….38

3.5. Влияние подземных вод на строительные свойства грунтов и на фундаменты…...40

3.6. Влияние физических и механических характеристик

на строительные свойства грунтов ……………………………………...……………….………42

4. Основы теории распределения напряжений в грунте…………………......43

4.1. Фазы напряженно-деформированного состояния грунта……………..……………..43

4.2. Применимость к грунту решений теории упругости…………………..………….. 45

4.3. Напряжения, возникающие от действия внешних нагрузок. Действие сосредоточенных сил, распределенной нагрузки. Действие равномерно распределенного давления, метод угловых точек………………………………………………………………………………. 47

4.4. Напряжения, возникающие от действия собственного веса грунта………..……….54

5. Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов…………….…….. 56

5.1. Виды и природа деформаций грунтов…………………………………………..….. 56

5.2. Особенности деформирования грунтов…………………………………..……….... 56

5.3. Влияние различных факторов на величину и характер деформаций………...……..58

5.4. Расчет оснований по деформациям и методы расчета осадок. Затухание осадок во времени……………………………………………………………………………………………..60

5.5. Реология и нелинейная механика грунтов……………………………..….………... 65

5.6. Виды неравномерных осадок сооружений………………………………...……….. 71

5.7. Особенности деформирования различных типов грунтов ………….…………….81

6. Устойчивость откосов и склонов, давление грунта на подпорные стены………………………………………………………………………………….………….82

6.1. Общие положения……………………………………………………………………. 82

6.2. Инженерные методы расчета устойчивости откосов и склонов………………….. 84

6.3. Мероприятия по повышению устойчивости сооружений, откосов и склонов…... 86

6.4. Давление грунтов на ограждающие конструкции……………………………………88

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..……………….. 96

Библиографический список………………………………………….…………………96