alexxlab Коэффициент постели грунта (понятие и средние значения)
Коэффициент постели грунта (K, C) (или коэффициент жесткости грунта) — это коэффициент равный отношению давления приложенного к какой-либо точке (элементу) поверхности основания (P), к осадке (s) возникающей от этого давления в этой же точке.
В данном случае работа грунта основана на классической модели основания Винклера.
K = P/s, где
- P — давления приложенное к поверхности грунта;
- s- осадка в точке приложения давления;
- К — коэффициент постели (иногда обозначают С).
Единицы измерения коэффициента постели грунта: кН/м3, тс/м3, кгс/м3.
Классической модель грунтового основания Винклера состоит из ряда не связанных между собой упругих пружин, закрепленных на абсолютно жестком основании.
Согласно данной модели работы основания, грунт лишен распределительной способности, то есть деформации соседних с приложенной нагрузкой участков поверхности грунта отсутствуют (в реальности — присутствуют).
Смысл коэффициента постели (упрощенно):
Коэффициент постели определяет величину усилия в кН (кгс, тс), которое необходимо приложить к 1 м2 поверхности грунтового основания, чтобы осадка грунтового основания составила 1 м.
Средние значения коэффициента постели грунтов
Согласно справочнику проектировщика под ред. Уманского А.А:
| Наименование грунта | кН/м3 | |
| мин. | макс. | |
| Крупнообломочный грунт | 50 000 | 100 000 |
| Песок крупный и средней крупности | 30 000 | 50 000 |
| Песок мелкий | 20 000 | 40 000 |
| Песок пылеватый | 10 000 | 15 000 |
| Глина твердая | 100 000 | 200 000 |
| Глинистые грунты пластичные | 10 000 | 40 000 |
| Песчаник | 800 000 | 2 500 000 |
| Известняк | 400 000 | 800 000 |
Согласно справочному пособию по сопротивлению материалов под.
ред. Рудицына:
| Наименование грунта | кН/м3 | |
| мин. | макс. | |
| Песок свеженасыпанный | 1 000 | 5 000 |
| Глина мокрая, размягченная | 1 000 | 5 000 |
| Песок слежавшийся | 5 000 | 50 000 |
| Гравий насыпной | 5 000 | 50 000 |
| Глина влажная | 5 000 | 50 000 |
| Песок плотно слежавшийся | 50 000 | 100 000 |
| Гравий плотно слежавшийся | 50 000 | 100 000 |
| Щебень | 50 000 | 100 000 |
| Глина малой влажности | 50 000 | 100 000 |
| Грунт песчано-глинистый, уплотненный искусственно | 100 000 | 200 000 |
| Глина твердая | 100 000 | 200 000 |
| Известняк | 200 000 | 1 000 000 |
| Песчаник | 200 000 | 1 000 000 |
| Мерзлый грунт | 200 000 | 1 000 000 |
| Твердый скальный грунт | 1 000 000 | 15 000 000 |
Согласно учебнику «Основания, фундаменты и подземные сооружения» под.
ред. Сорочана Е.А (для расчета подпорных стен):
| Наименование грунта | кН/м3 |
| Глинистые грунты | |
| Текучепластичные глины и суглинки | 1 000 |
| Мягкопластичные суглинки, супеси и глины | 2 000 |
| Тугопластичные суглинки, супеси и глины, | 4 000 |
| Твердые суглинки, супеси и глины | 6 000 |
| Песчаные грунты | |
| Пылеватые и рыхлые пески | 2 000 |
| Пески мелкие и средние | 4 000 |
| Крупные пески | 6 000 |
| Пески гравелистые | 10 000 |
| Грунты крупнообломочные | 10 000 |
Коэффициент Пуассона для грунта (поперечной деформации)
Модуль деформации песчаных грунтов
Модуль деформации глинистых грунтов
8.11 Кратко о коэффициенте постели — Книга Инженера
8.
11 Кратко о коэффициенте постели
Коэффициент постели грунта (C ) (или коэффициент жесткости грунта) — это коэффициент равный отношению давления приложенного к какой-либо точке поверхности основания (P ), к осадке (s ) возникающей от этого давления в этой же точке:
С = P/s
где
P — давления приложенное к поверхности грунта;
s — осадка в точке приложения давления;
C — коэффициент постели.
Единицы измерения коэффициента постели грунта: кН/м3, тс/м3, кгс/м3.
Упрощенно, смысл коэффициента постели заключается в следующем — коэффициент постели определяет величину усилия (в кН, кгс, тс), которое необходимо приложить к 1 м2 поверхности грунтового основания, чтобы осадка грунтового основания составила 1 м.
Классической модель грунтового основания Винклера состоит из ряда не связанных между собой упругих пружин, закрепленных на абсолютно жестком основании. Согласно данной модели работы основания, грунт лишен распределительной способности, то есть деформации соседних с приложенной нагрузкой участков поверхности грунта отсутствуют (в реальности — присутствуют).
Приближенные значения коэффициента постели в справочниках имеют очень большой разброс. Приведем здесь, для фундаментов глубиной заложения до 10 м, ориентировочные значения коэффициента постели ( C ), взятые из СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы (прил.25):
Грунт | Коэффициент постели С (т/м3) |
Текучепластичные глины и суглинки ( 0,75 < I L < 1 ) | 500 — 2 000 |
Мягкопластичные глины и суглинки ( 0,5 < I L < 0,75 ) Пластичные супеси ( 0 < I L < 1 ) Пылеватые пески ( 0,6 < е < 0,8 ) |
2 000 — 4 000 |
Тугопластичные и полутвердые глины и суглинки ( 0 < I L < 0,5 ) Твердые супеси ( I L < 0 ) Пески мелкие ( 0,6 < е < 0,75 ) Пески средней крупности ( 0,55 < е < 0,7 ) |
4 000 — 6 000 |
Твердые глины и суглинки ( I L < 0 ) Пески крупные ( 0,55 < е < 0,7 ) |
6 000 — 10 000 |
Пески гравелистые ( 0,55 < е < 0,7 ) Галька с песчаным заполнителем |
10 000 — 20 000 |
——————————————————————————————————————————————————————————————————————
Слоистость только при сжатии и эффект поднятия
Анализ
Лучший способ объяснить рабочий процесс залегания только при сжатии структурных областей — показать его на простом примере.
Чтобы получить эффект только сжатия, необходим нелинейный анализ вашей системы.
Модель – Пример
Конструктивная площадь 10×10 м толщиной 200 мм. Нереалистично, но позже это усилит бодрящий эффект. Две линейные нагрузки и одна единственная нагрузка не вызовут подъема, поэтому в противоположном углу добавляется еще одна нагрузка, направленная вверх.
Материал подстилающего слоя – определение
Чтобы создать эффект подстилающего слоя только на сжатие для структурных областей, вам необходимо определить материал подстилающего слоя, назначенный элементу структурной области.
Создайте новый материал или клонируйте материал, который вы хотите использовать для области конструкции, и переименуйте его, чтобы было понятно, что материал обладает свойствами подстилающего слоя.
В диалоговом окне материала вы найдете три вкладки «Свойства», «Прочность» и «Подложка».
Чтобы активировать подстилку в материале, установите флажок «Активировать» в верхнем левом углу на вкладке «Подстилка».
Соответствующие входные данные для получения оснований только на растяжение или сжатие в нелинейном расчете можно найти в разделах «Жесткость и масса» и «Аксиальная прочность».
1 Постоянная упругости
Постоянная упругости представляет фактическую жесткость основания.
2 Постоянная упругости по касательной к поверхности
Постоянная упругости по касательной к поверхности представляет собой, как вы можете себе представить, жесткость по касательной к поверхности.
3 Прочность на растяжение
Максимальное введенное значение напряжения на растяжение должно быть определено и активировано, чтобы получить эффект подъема. Введите необходимое значение; использование нуля вообще не допустит напряжения.
4 Предел текучести
Существует также возможность ограничения максимального напряжения сжатия подушки.
Свойства подложки можно применить к любому материалу в вашем проекте.
Активировать подложку для области конструкции
Добавление к материалу свойств подстилки является первым из двух шагов. Шаг второй должен активировать подстилку для структурной области. Откройте свойства «Структурная область», дважды щелкнув конкретную область.
Убедитесь, что материал подстилки назначен области конструкции. Дважды проверьте ввод на первой вкладке «Общие» диалогового окна «Структурная область».
Затем перейдите на третью вкладку «Поддержка/постельные принадлежности» и в разделе «постельные принадлежности» активируйте «коэффициент материальной подстилки». В зависимости от вашего расчета вы включаете «Нормальное залегание» и/или «Поперечное залегание».
Этот шаг очень важен; в противном случае информация о постельных принадлежностях, введенная вами в материале, не будет учитываться.
Коэффициент по умолчанию равен 0,00. Измените ввод на 1,00, чтобы принять во внимание 100% введенных значений подстилки.
Теперь, когда модель завершена, давайте сосредоточимся на необходимых входных данных для нелинейного анализа.
Чтобы получить эффекты только сжатия, требуется нелинейный анализ. Это можно сделать полностью в «SOFiSTiK Structural Desktop» с помощью задач «Комбинированные нагрузки» и «Анализ комбинированных загружений».
При выполнении нелинейного расчета возникает необходимость использовать ручные комбинации комбинированных нагрузок над суперпозициями. Концепция суперпозиции больше не действует.
Сочетание загружений
- Добавьте новую комбинацию.
- Выберите тип результата комбинации, которую вы собираетесь создать.
- Затем создайте новую комбинацию с помощью кнопки «Плюс» над таблицей ниже.
- Измените коэффициенты комбинации по своему усмотрению или оставьте код по умолчанию.
Перейдите к другим загружениям или их комбинациям, которые необходимы для вашего проекта.
Анализ комбинированных загружений
Комбинации нагрузок теперь доступны для нелинейного анализа.
И может быть рассчитан с помощью задачи «Анализ комбинированных загружений».
На вкладке «Анализ» убедитесь, что комбинация, которую вы хотите рассчитать, активирована – установите флажок слева от номера загружения. Если вы использовали разные типы результатов в задаче «Объединение нагрузок», вам может потребоваться выбрать правильный тип в раскрывающемся меню над таблицей.
В разделе «Теория анализа» выберите вариант «2-й порядок». По умолчанию количество итераций равно 60. Если при расчете не получается равновесия из-за недостаточного количества итераций — увеличьте число. Если равновесие не было достигнуто по другой причине, проверьте остаточные силы в WINGRAF.
Результаты
Максимальное растягивающее напряжение 0,0 МПа было введено в информацию о подложке материала – в нижнем левом углу указано 0,0 кН/м². Нет напряжения на растяжение вообще. Противоположный угол показывает установленное максимальное напряжение 110 кН/м² (0,110 МПа). Максимальное напряжение сжатия остается точно ниже установленного предела.
Возвышение также можно просмотреть в разделе «Визуализация системы. Проверьте разницу между началом системы координат и самой конструкцией.
Загрузите пример «Наслоение элементов площади только на сжатие». v2018
Загрузите пример «Наслоение элементов площади только на сжатие». v2020
Загрузите пример «Наслоение элементов площади только на сжатие». v2023
Загрузите пример «Стальные соединения, предназначенные только для сжатия». v2020
Загрузите пример «Стальные соединения, предназначенные только для сжатия». v2023
Резюме
Достижение залегания только на сжатие для структурных областей требует, прежде всего, нелинейного анализа. Кроме того, свойства залегания необходимо применить к материалу конструкционной области. Кроме того, подложка должна быть активирована в области конструкции, чтобы учитывать ее при расчете. Добавление свойств подстилания к материалу — отличный вариант для повторного использования одинаковых настроек для разных структурных областей фундамента.
Версия ПО: СОФИСТиК ФЭА v2023-0.
Таблица предельных коэффициентов трения для разнородных материалов | Влияние трения между грунтом и задней частью конструкции | ГЕО5
Программа:
Все программы Абатмент Противоскользящая свая Луч Консольная стена Давление Земли МКЭ Габион Гравитационная стена Потеря земли Кирпичная стена Микросвая Стена МСЭ Прибитый склон Куча Свая СРТ Группа свай Облако точек Сборная стена Стена Реди-Рок Стабильность горных пород Урегулирование Вал Проверка защитного покрытия Дизайн листов плита Устойчивость склона Распространение фундамента Распространение Фундамент CPT Стратиграфия Местность
Язык:
Чешский Английский испанский польский Русский Немецкий португальский французский
Таблица предельных коэффициентов трения для разнородных материалов
class=»h2″>Значения угла δ для разных интерфейсов (по стандартам NAVFAC)
Материал интерфейса | Фактор трений TG (Δ) | Угол трения Δ [°] | |||||||||
MASSET CUNCETE BECNETE BECTET. | 0,70 | 35 | |||||||||
Гравий чистый, гравийно-песчаные смеси, крупный песок | 8000729 — 31 | ||||||||||
Чистый мелкий до среднего песка, иелиная среда до грубого песка, lepty или glay Gravel | 0,45 — 0,55 | 0,45 — 0,55 | 0,45 — 0,55 | . 0,45 — 0,55 | . fine to medium sand | 0.35 — 0,45 | 19 — 24 | ||||
Fine sandy silt, nonplastic silt | 0.30 — 0.30 | 17 — 19 | |||||||||
Very stiff and hard residual or preconsolidated clay | 0.40 — 0.50 | 22 — 26 | |||||||||
Medium stiff and stiff clay and silty clay | 0.30 — 0.35 | 17 — 19 | |||||||||
Steel sheet piles against the following soils: | |||||||||||
Clean gravel, gravel-sand mixtures, well-graded rock fill with spalls | 0. | 22 | |||||||||
Clean sand, silty sand-gravel mixture, single size hard rock fill | 0.30 | 17 | |||||||||
Silty sand, gravel или песок, смешанный с илкой или глиной | 0,25 | 14 | |||||||||
Fine Sandy Silt, Nonplastic Silt | 0,20 9000 99 9000 9000 9 000 9 000 9 000 9000 7 9000 7 9000 70133 | 11 | |||||||||
Сформированный бетон или бетонное лист Скаливание по следующим почвам: | |||||||||||
, ГРЕВЕТ, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, GRAVED, | |||||||||||
. 0,40 — 0,50 | 22 — 26 | ||||||||||
Песок чистый, пылеватая песчано-гравийная смесь, одноразмерная насыпь | 0,30 — 0,0 | 17 — 22 | |||||||||
Silty sand, gravel or sand mixed with silt or clay | 0. | 17 | |||||||||
Fine sandy silt, nonplastic silt | 0.25 | 14 | |||||||||
Различные конструкционные материалы: | |||||||||||
мягкая порода0133 | 0.70 | 35 | |||||||||
Dressed hard rock on dressed soft rock | 0.65 | 33 | |||||||||
Dressed hard rock on dressed hard rock | 0.55 | 29 | |||||||||
Масонство на древесине (Gross Grain) | 0,50 | 26 | |||||||||
26 | |||||||||||
26 | |||||||||||
26 | 26 | 26 | 0128 Сталь по стали в замках шпунтовых свай | 0,30 | 17 |
звуковая порода
40
30Попробуйте программное обеспечение GEO5 бесплатно.
