Основные особенности грунтов

Особенности деформирования грунтов

МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ

МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ГРУНТА

Постановка задач в механике грунтов

Решение

Решение

Решение

Решение

Примеры решения задач

Пример 1. Производственная мощность механического цеха на начало анализируемого периода составила 50 тыс. комплектов деталей. С
1 июля этого года введено дополнительно оборудование с мощностью
1 000 комплектов деталей, а с 1 октября выбыло из эксплуатации оборудование мощностью 250 комплектов деталей. Плановый выпуск предполагается за год в количестве 47 410 комплектов деталей.

Определите среднегодовую мощность механического цеха и коэффициент ее использования.

М_сr = 50 000 + [(1 000*6)/12] - [(250*3)/12] = 50 437 комплектов

К_им = 47410/50 437 = 0,94

Пример 2. Производственная мощность механосборочного цеха - 1200 станков, литейного - 1600 т; удельный расход литья на 1 станок - 1,4 т.

Определите коэффициент сопряженности механосборочного и литейного цеха.

Коэффициент сопряженности производственных подразделений

Кс = 1600/(1200*1,4) = 0,95

Коэффициент 0,95 (<1) показывает, что литейный цех является «узким местом».

Пример 3. Продолжительность рабочей смены 8 ч, в месяце 22 рабочих дня, регламентированные перерывы в одну смену 30 мин. Такт поточной линии 4 мин.

Определите месячную производственную мощность конвейерной линии по сборке ячеек.

Действительный фонд времени работы конвейера за месяц составит:

Fd = 22 * (8 * 60 - 30) = 9 900 мин.

Мощность конвейера:

Мк = 9 900 / 4 = 2 475 ячейки

Пример 4. В сборочном цехе согласно годовому плану должно быть собрано 30 изделий. Площадь, необходимая для сборки одного изделия, равна 120 м2, трудоемкость сборки изделия - 20 дней. Годовой действительный фонд работы цеха - 255 дней. Работа односменная. Производственная площадь сборочного цеха - 320 м2.

Определите коэффициент использования площади цеха.

Пропускная способность площади цеха за год составляет:

Р = 320 * 1 * 255 = 81 600 м2

Необходимое количество площади для выполнения задания:

S = 30 * 20 * 120 = 72 000 м2

Коэффициент использования площади:

Ки = 72 000 /81 600 = 0,88,

т.е. имеются резервы по мощности сборочного цеха, т.к. Ки < 1.

2.1 ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГРУНТОВ

2.5Вопросы для самоконтроля

В природе грунты образовались в результате физического и химического выветривания горной породы.

В отличие от конструкционных материалов, грунты в каждой строительной площадке имеют свои физико – механические характеристики и каждый раз при подборе площадки проводят новые изыскание на местности.

Основной их отличительной особенностью грунтов как объект строительства является следующие параметры:

- несплошность (раздробленность, дискретность) строения

- многокомпонентный состав грунтов, их пористость, водонасыщенность, структурные связи между частицами.

Сложное взаимодействие различных компонент друг с другом приводят к особым свойствам этих материалов, существенно отличающимися от свойств конструкционных материалов.

Массивы грунтов, формируются в различных геолого-географических условиях.. Это порождает огромное многообразие их строения и состояния. Протекающие в них процессы могут быть крайне медленными, так что к началу строительства массив грунтов может рассматриваться как находящийся в равновесном состоянии. В результате строительства сооружения начальное состояние основания нарушается, и в грунтах возникают новые процессы. Грунты (скальные, крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые) в разном состоянии по трещиноватости, плотности и влажности неодинаково реагируют на одни и те же нагрузки. При этом могут вызывать смещения отдельных частиц, приводящие к их более плотной или рыхлой упаковке (уплотнение и разуплотнение грунта), к возникновению в поровой воде разности напоров и ее движению (фильтрация воды в грунте), к большим взаимным перемещениям одной части основания относительно другой (разрушение грунтов основания).

Состояние и свойства грунтов в основании построенного сооружения также могут меняться в процессе его эксплуатации (уплотнение от нагрузок, передаваемых сооружением; изменение влажностного режима при колебании уровня подземных вод; оттаивание вечной мерзлоты в основании и т.д.). Строительство новых сооружений рядом существующими, ведение подземных работ, реконструкция сооружений и т.п. будут приводить к дополнительным воздействиям на грунты, в результате чего в грунтах могут развиваться новые процессы, осложняющие эксплуатацию зданий и сооружений.

ВЫВОД

Грунты как основания, материал и среда, не только обладают особыми свойствами, но и постоянно (до строительства, во время строительства и в процессе эксплуатации сооружения) испытывают различного рода воздействия, изменяющие их состояние и свойства, которые требуют необходимость разработки совершенно иного подхода к исследованиям, расчетам и проектированию.

2.2 Модели механического поведения грунта

Для надежного и экономичного проектирования сооружений необходимо уметь определять изменение напряжений в грунтах основания в результате строительства, оценивать, будет ли обеспечена прочность грунтов при таком изменении напряжений и какие в результате возникнут деформации основания. В конечном счете общая задача,, заключается в расчетах напряженно-деформированного состояния грунтов основания.

Однако из-за указанных выше особенностей поведения грунтов в основании сооружений обычный подход строительной механики для решения этой задачи оказывается недостаточным, возникает необходимость разработки такой модели грунта, которая учитывала бы основные особенности его деформирования, и такого аппарата анализа, который позволил бы прогнозировать происходящие в грунтах основания процессы. Для этих целей могут быть использованы модель дискретной среды или модель сплошной среды.

В модели дискретной среды делается попытка отобразить физическую модель грунта как дискретного материала, представляя его в виде совокупности отдельных частиц – шаров, дисков, балочек и т.п. (работы Г.И. Покровского, И.И. Кандаурова). Однако развитие этого направления встречается с большими сложностями и пока еще не привело к созданию законченной теории деформирования грунтов.

Современная механика грунтов основывается на представлениях о грунтах как

о сплошной однородной деформируемой среде. Такая концепция сплошности вещества является основным постулатом механики сплошной среды. Однако это потребовало введения ряда предпосылок, упрощающих реальное строение грунта.

Во-первых, вводится поднятие элементарного объема грунта, т.е. такого его объема, линейный размер которого во много раз превышает линейный размер частиц или агрегатов, слагающих этот грунт. Тогда понятие напряжений и деформаций относятся уже не к точке как в механике сплошной среде, а к площадкам, соответствующим элементарному объему.

Во-вторых, применение аппарата механики сплошной среды для расчета напряжений и деформаций в массиве грунта оказывается справедливым только в тех случаях, когда размеры массива и размеры площадок, через которые передаются нагрузки на массив, значительно больше размера элементарного объема грунта.

Другим важным упрощением реального строения грунта является представление его в виде изотропного тела, т.е. тела, у которого свойства образцов, вырезанных по любому направлению, одинаковы (такие грунты как, например, ленточные глины, скальные грунты с системой трещиноватостью или слоистостью не являются изотропными).

При проектировании ответственных сооружений используются и более сложные модели. К ним относятся модель двухкомпонентного грунта и модель трехкомпонентного грунта Здесь особое внимание уделяют взаимодействию между компонентами и изменению их количественного содержания в единице объема грунта в процессе деформирования.

Дата добавления: 2014-01-20