Коэффициент пуассона для щебня

Обновлено: 17.05.2024

Основания и фундаменты на насыпных грунтах проектируются с учетом:

а) использования насыпных грунтов в качестве естественных оснований;

б) использования насыпных грунтов в качестве оснований с применением методов подготовки оснований по снижению сжимаемости насыпных грунтов как по абсолютной величине, так и по степени их неравномерности;

в) прорезки насыпных грунтов свайными фундаментами.

В качестве естественных оснований практически любых зданий и сооружений могут быть использованы слежавшиеся насыпные грунты, представляющие собой планомерно возведенные насыпи, возведенные с достаточным уплотнением, а также отвалы грунтов и отходов производств, состоящие из крупных песков, гравелистых и щебеночных грунтов, гранулированных стойких шлаков. Кроме того, для легких зданий и сооружений с нагрузкой на фундаменты до 400 кН или до 80 кН/м в качестве естественных оснований могут быть использованы практически все виды слежавшихся планомерно возведенных насыпей, а также отвалов грунтов и устойчивые в отношении к разложению отходы производств, содержащие органические включения не более 0,05.

Свалки грунтов и отходов производств могут быть использованы в качестве естественных оснований только для временных зданий и сооружений со сроком службы до 15 лет.

Подготовка оснований на насыпных грунтах применяется в случаях, когда полученная расчетом полная осадка используемых в качестве естественного основания насыпных грунтов окажется больше допустимой или несущая способность основания меньше требуемой для обеспечения нормальной эксплуатации проектируемых зданий и сооружений. Основными методами подготовки оснований на насыпных грунтах являются:

– поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками на глубину до 3—4 м;
– вытрамбовывание котлованов;
– устройство песчаных и других подушек;
– поверхностное уплотнение вибрационными машинами и вибраторами;
– глубинное уплотнение пробивкой скважин;
– гидровиброуплотнение глубинными вибраторами.

Поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками применяется при строительстве;

– на планомерно возведенных насыпях, отсыпаемых с недостаточно высокой плотностью;
– на отвалах грунтов и отходов производств, содержащих различные включения размером не более диаметра трамбовки;
– на свалках грунтов и отходов производств, содержащих органические включения не более 0,05;
– на участках, расположенных на расстояниях не менее 10 м от существующих зданий и сооружений;
– на грунтах со степенью влажности не более 0,7.

Если необходимая глубина уплотнения превышает 3—4 м, поверхностное уплотнение тяжелыми трамбовками комбинируется с устройством подушки или выполняется в два слоя. Для этого котлован разрабатывают на 1—3 м глубже отметки заложения фундаментов и уплотняют насыпные грунты. По окончании уплотнения котлован засыпают местным грунтом, содержащим не более 0,03 растительных остатков и органических включений, до отметки, на 0,2—0,6 м превышающей глубину заложения фундаментов. После этого производится уплотнение второго слоя тяжелыми трамбовками. Общая толщина уплотненного слоя в этом случае может достигнуть 5—7 м.

Основания из насыпных грунтов, уплотненных тяжелыми трамбовками, проектируют по рекомендациям, данным в п. 10.1 для просадочных грунтов с I типом грунтовых условий. При расчете полной осадки фундаментов в пределах уплотненного насыпного слоя учитывается только осадка от нагрузки фундаментов, а осадки s_f1, s_f2, s_f3 и s_f4 принимаются равными нулю.

Вытрамбовывание котлованов в насыпных грунтах производится при строительстве на слежавшихся планомерно возведенных насыпях, отвалах грунтов и отходов производств, а также на свалках грунтов, относящихся по своему составу к глинистым грунтам со степенью влажности S_r ≤ 0,7. Форма, размеры в плане и глубина заложения фундаментов в вытрамбованных котлованах назначаются с учетом состава насыпного грунта, толщины его слоя, конструктивных особенностей зданий и сооружений. Для достижения максимальной глубины прорезки и уплотнения насыпных грунтов наиболее целесообразно принимать удлиненные фундаменты с глубиной вытрамбовывания 2,5—4 м и уширенным основанием, устраиваемым путем втрамбовывания в дно котлована местного грунтового материала до отказа.

Проектирование вытрамбовываемых котлованов и расчет фундаментов в вытрамбованных котлованах выполняется так же, как и на просадочных грунтах (см. п. 10.1). При этом в формуле (10.17) вместо p_sl принимается расчетное сопротивление подстилающего слоя насыпного грунта или грунта естественного сложения.

Песчаные, гравийные и другие подушки на насыпных грунтах устраиваются при необходимости замены сильно и неравномерно сжимаемых грунтов вследствие их повышенной влажности ( S_r ≥ 0,75÷0,8), содержания органических включений более 0,05—0,1, значительной разнородности состава и т.п. Как правило, грунтовые подушки должны проектироваться из местных материалов, в том числе из отходов промышленных производств, имеющих достаточно однородный состав и обеспечивающих после уплотнения низкую и равномерную сжимаемость. При залегании ниже насыпного слоя просадочных, засоленных или набухающих грунтов грунтовые подушки должны служить маловодопроницаемым экраном и возводиться, как правило, из глинистых грунтов оптимальной влажности.

Плотность грунтов в подушках назначается в зависимости от вида применяемых грунтов и должна быть не менее 0,95 максимальной плотности, получаемой опытным уплотнением грунтов с оптимальной влажностью в полевых или лабораторных условиях. При отсутствии результатов опытного уплотнения допускается плотность грунта в сухом состоянии принимать не менее: для подушек из однородных крупных и средних песков — 1,60 т/м 3 ; неоднородных крупных и средних песков — 1,65 т/м 3 ; мелких песков — 1,60 т/м 3 ; пылеватых песков — 1,65 т/м 3 ; супесей и суглинков — 1,65 т/м 3 .

Модули деформации грунтов в подушках, а также расчетные сопротивления основания принимаются, как правило, по результатам непосредственных их испытаний на опытных участках, а также по данным опыта строительства в аналогичных условиях. При отсутствии результатов непосредственных испытаний модули деформации грунтов в подушках в водонасыщенном состоянии и расчетные сопротивления допускается принимать по табл. 11.18.

Приведенные в табл. 11.18 значения E и R₀ относятся к уплотненным грунтам в подушках с коэффициентом уплотнения k_com = 0,95.

ТАБЛИЦА 11.18. МОДУЛИ ДЕФОРМАЦИИ И УСЛОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОДУШКИ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ГРУНТОВ

Грунт	Модуль деформации Е , МПа	Условное расчетное сопротивление R₀ , МПа
Гравелистый, щебеночный Песок: крупный средний мелкий пылеватый Супеси, суглинки Шлак	40

При уплотнении грунтов в подушках до k_com = 0,98 значения E увеличиваются в 1,5 раза, a R₀ — в 1,2 раза.

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.

P — давления приложенное к поверхности грунта;
s- осадка в точке приложения давления;
К — коэффициент постели (иногда обозначают С).

Единицы измерения коэффициента постели грунта: кН/м 3 , тс/м 3 , 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 м 2 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/м 3
Наименование грунта	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/м 3
Наименование грунта	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):

Модуль упругости бетона — это коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и соответствующей ему относительной продольной упругомгновенной деформацией при σ₁=0,3R_пр при осевом сжатии образцов. (ГОСТ 24452-80 Бетоны, R_пр — призменная прочность бетона)

Значение начального модуля упругости тяжелого бетона при сжатии и растяжении приведено в СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Данный СП действующий и обязательных к применению (см. пост.985)

Согласно таблицы 6.11 п.6.1.15 СП 63.13330.2018 для тяжелого бетона:

Бетон	Значение модуля упругости бетона при сжатии, Eb, МПа
B10	19000 МПа
В12,5	21500 МПа
В15	24000 МПа
В20	27500 МПа
В25	30000 МПа
В30	32500 МПа
В35	34500 МПа

При продолжительном действии нагрузки модуль упругости бетона определяется по формуле:

-коэффициент ползучести бетона, принимаемый по таблице 6.12 п.6.1.16

Согласно таблицы 6.12 п.6.1.16 СП 63.13330.2018 для тяжелого бетона B10-B35:

Относительная влажность воздуха окружающей среды, %	В10	В15	В20	В25	В30	В35
Выше 75	2,8	2,4	2,0	1,8	1,6	1,5
40-75	3,9	3,4	2,8	2,5	2,3	2,1
Ниже 40	5,6	4,8	4,0	3,6	3,2	3,0

Примечание: Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП 131.13330 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.

Согласно п.6.1.17 СП 63.13330.2018 коэффициент поперечной деформации бетона (коэффициент Пуассона) допускается принимать 0,2.

Данный грунты являются полускальными, в связи с этим коэффициент Пуассона для них в инженерной геологии как характеристика грунта не рассматривается.

Проектирование зданий и частей зданий

А у доломита, известняка, мергелей какие коэффициенты Пуассона?

от 0,2 (скала, бетон) до 0,27 (крупнообломочные), так мне думается.

Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический.
В двух книгах. Кн. 2.
Под ред. А.А. Уманского.
Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1973, 416 с.
страница 307

__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Коэффициент Пуассона характеризует упругие свойства материала. При приложении к телу растягивающего усилия оно начинает удлиняться (то есть длина увеличивается), а поперечное сечение уменьшается. Коэффициент Пуассона показывает, во сколько раз изменяется поперечное сечение деформируемого тела при его растяжении или сжатии. Для абсолютно хрупкого материала коэффициент Пуассона равен 0, для абсолютно упругого — 0,5. Для большинства сталей этот коэффициент лежит в районе 0,3, для резины он примерно равен 0,5. (Измеряется в относительных единицах: мм/мм, м/м).

У скалы есть упругие свойства.

СНиП II-94-80
Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания

1.8. Инженерные изыскания для проектирования и строительства выработок следует выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства, а также с учетом особенностей подземного строительства, предусмотренных настоящими нормами.
.
1.9. Исходные инженерно-геологические материалы для проектирования выработок должны включать следующие данные:
результаты испытаний механических свойств пород массива;
.
1.10. Исходные данные для проектирования выработок получаются путем:
использования имеющихся фондовых данных о результатах проведенной геологической разведки (предварительной, детальной, доразведки) и маркшейдерско-геодезических съемок;
проведения геологических, гидрогеологических и других работ инженерно-геологических изысканий, включая бурение инженерно-геологических скважин непосредственно в местах предполагаемого расположения проектируемых выработок.
.
Для всех изученных слоев, пластов, прослоев и прочих морфологических элементов должны быть выполнены механические испытания керновых проб и установлены средние значения сопротивления пород одноосному сжатию, а также плотности, естественной влажности, коэффициента сцепления, угла внутреннего трения, модуля упругости, коэффициента Пуассона.

Также диапазоны указаны в
ВСН 49-86 (Минэнерго СССР) Проектирование временной крепи гидротехнических туннелей
Приказ Минэнерго СССР от 17.06.1986 N 131а

Наименование грунтов
Коэффициент Пуассона
Категория крепости пород по СНиП IV-2-82 сб.29