характеристики грунтов

Грунты в основании фундаментов, как правило, неоднородные. Поэтому определение какой-либо его характеристики по исследованию одного образца дает только частное значение. Для определения нормативных характеристик грунта проводят серию определений каждого показателя. Нормативные значения физических свойств и модуля деформации грунтов определяются как среднеарифметические величины из общего числа определений:

, (2.49)

где n – число экспериментов по определению характеристики, x_i – частное значение искомой характеристики.

Характеристики x, используемые в расчетах, называют расчетными и определяют по формуле

, (2.50)

где g_q – коэффициент надежности.

Расчетные значения физических характеристик грунта, кроме плотности грунта r, определяются при g_q = 1. Нормативные значения прочностных характеристик – угла внутреннего трения j_n и сцепления c_n – определяются не непосредственно из опытов, а после построения графиков сопротивления грунта сдвигу. Поскольку построение графиков сопротивления сдвигу по точкам вносит в расчеты элемент субъективности, результаты серии опытов на сдвиг аппроксимируют прямой с использованием для обработки экспериментальных данных метода наименьших квадратов. При этом число определений сопротивлений сдвигу при одном уровне нормальных напряжений s должно быть не менее шести.

Нормативное значение прямой c_n и j_n находим по формулам

, (2.51)

, (2.52)

где n – число экспериментов по определению сопротивления грунта сдвигу t_i при напряжении s_i;

. (2.53)

Расчетные значения прочностных характеристик c_n,j_n, плотность грунта r, удельный вес, которые используются для определения устойчивости массивов грунта, определяются по формуле (2.50). При этом коэффициент надежности по грунту g_q находят из выражения

, (2.54)

где r_т – параметр точности оценки среднего значения характеристики грунта. Знак перед показателем r_т выбирают такой, который обеспечивает большую надежность расчета. Для сил сцепления c и tgj величину r_т определяют по формуле

r_т = t_an, (2.55)

для плотности грунта, удельного веса

, (2.56)

где t_a – коэффициент, зависящий от односторонней доверительной вероятности a, принимаемый по таблицам; n – коэффициент вариации определяемой характеристики. Коэффициент вариации

, (2.57)

где s – среднее квадратичное отклонение определяемой характеристики; x_n – нормативное значение характеристики.

Среднее квадратичное отклонение для c и tgj вычисляют по формулам

, (2.58)

, (2.59)

где , а D определяется по формуле (2.53).

Среднее квадратичное отклонение для плотности r и удельного веса g определяют по формуле

, (2.60)

где x_n – нормативное значение характеристики; x_i – частное значение характеристики при i-м определении. Пользуясь этими формулами, при числе экспериментов не менее 6 определяют расчетные характеристики грунта.

Доверительная вероятность a расчетных значений характеристик грунтов принимается при расчетах оснований по несущей способности, равной 0,95, и по деформациям, равным 0,85. Для грунтов оснований опор мостов и труб под насыпями при расчете оснований по несущей способности a = 0,98, по деформациям a = 0,90.

Расчетные значения характеристик грунтов c, j и r для расчетов по несущей способности обозначают c_I, j_I, r_I, а по деформациям – c_II, j_II, r_II.

Для предварительных расчетов нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик можно брать из таблиц СНиПа (табл. I.1, I.2 приложения I). В этом случае принимаются следующие значения коэффициентов надежности по грунту: в расчетах оснований по деформациям g_q =1,0; в расчетах оснований по несущей способности: для удельного сцепления g_q(c)=1,5, для угла внутреннего трения песчаных грунтов g_q(j)=1,1, для пылевато-глинистых грунтов g_q(r_т)=1,15.