Geotechnika ściąga.doc

(486 KB) Pobierz

1.Cechy fizyczne gruntów

Do podstawowych cech fizycznych gruntów zalicza się:

wilgotność w

gęstość właściwą ρs

gęstość objętościową ρ

Do pochodnych cech fizycznych gruntu zalicza się:

gęstość objętościową szkieletu gruntowego ρd

porowatość n i wskaźnik porowatości e

wilgotność całkowitą wr i stopień wilgotności Sr

stopień zagęszczania ID i wskaźnik zagęszczania Is

wskaźnik plastyczności IP stopień plastyczności IL

2. O czym stanowi podział na kategorie geotechniczne?

1) rodzaje i wlk. budowli oraz wymagania specjalne

2)Warunki spec w stosunku do otoczenia

3) warun. gruntowne i wodne

4)obciążenia dynamiczne

5) wpływ środowiska

Kat I- Małe i stosunkowo proste budowle (pomijalne zagrożenia życia i mienia oraz zagrż. środ.)

KatII- Typowe budowle na nieskomplikowanym podłożu (niewielki zagr. życia i mienia oraz zanieczyszczenia środowiska)

Kat III- Duże nietypowe budowle na skąplikowanym podłożu (wys. zagr.życia i mienia oraz zaneczysz. środ.)

3. Pojęcie naprężeń efektywnych i całkowitych w gruncie.

Napr. efektywne są to nap. wynikające z oddziaływania ziaren szkieletu gruntowego na siebie. Nap. całkowite jest to suma napr. efektywnych i ciśnienia wody. Naprężenia w gruncie wynikają z siły ciężkości

4. Rozkład naprężeń pionowych efektywnych i całkowitych w warstwie zawodnionej gruntu – wykres.

5. Oblicz wielkość naprężeń efektywnych i całkowitych w gruncie zawodnionym (piasku) na głębokości 5 m, jeśli horyzont wody znajduje się na głębokości 3 m. Ciężar właściwy szkieletu gruntowego wynosi 22 kN/m3, porowatość 0,3, ciężar właściwy wody należy przyjąć jako 10 kN/m3.

6. Wytrzymałość gruntów na sciskanie. Równanie Coulomba dla gruntów niespoistych i spoistych oraz wykres τ = f(σ)

Wytrzymałość jest to zdolność do przenoszenia obciążeń ścinających tj. różnicy w naprężeniach głównych, Jeśli wszystkie naprężenia główne byłyby sobie równe to nawet sama woda gruntowa mogłaby je przenosić.

Kryterium wytrzymałościowe Coulomba

Prawo Coulomba określa jak duże mogą być w określonym punkcie ciała naprężenia styczne:

w dowolnie nachylonym przekroju przechodzącym przez rozpatrywany punkt ciała musi być spełniony wrarunek

|τ | < σ tan φ + c

Warunek Coulomba na płaszczyźnie kół Mohra;

7. Sens fizyczny kąta tarcia wewnętrznego gruntów niespoistych.

Kąt tarcia wew. Zależy od wymiaru ziaren i ich kształtu oraz stopnia zagęszczenia gruntu. Im grubsze SA ziarna tym szersza jest strefa ogarnieta tarciem wew. Ziaren. Im bardziej ostre są krawędzie ziaren, tym wiekszy jest opor tarcia przy wzajemnym obrocie, gdyż wiekszy jest opór ich wzajemnego zaklinowania się.

8. Ściśliwość gruntów, miary ściśliwości gruntów, przykładowa krzywa ściśliwości.

Ściśliwością gruntu nazywamy zdolność gruntu do zmniejszania swojej objętości pod wpływem obciążenia. W przypadku rozdrobnionych gruntów mineralnych zmniejszanie się objętości gruntu pod wpływem obciążenia jest wynikiem zmniejszania się objętości porów wskutek wzajemnego przesuwania się ziaren i cząstek gruntu. W procesie tym następuje wyciskanie wody i powietrza wypełniających pory gruntowe.

Krzywa ściśliwości

M0 - moduł ściśliwości pierwotnej [kPa, MPa],

Ds - przyrost obciążenia jednostkowego próbki [kPa, MPa],

e - odkształcenie względne próbki,

Dsi - przyrost obciążeń, Dsi = si -si-1 , [kPa, MPa],

hi-1 - wysokość próbki w edometrze przed zwiększeniem naprężenia z si-1 do si [mm],

hi - wysokość próbki w edometrze po zwiększeniu naprężenia z si-1 do si [mm],

Dhi - zmniejszenie wysokości próbki w pierścieniu edometru po zwiększeniu obciążenia o Dsi; Dhi = hi-1 - hi [mm].

9. Rozkład naprężeń pionowych w gruncie na dowolnym horyzoncie H w warunkach oddziaływania siły skupionej przyłożonej na powierzchni terenu.

10. Założenia Metody Felleniusa w zastosowaniu dla określenia warunków statecznych zboczy i skarp zbudowanych z gruntów spoistych, linia poślizgu i wektory sił – rysunek.

W tej metodzie przyjmuje się walcową linię poślizgu o promieniu r wokół osi obrotu 0, a następnie dzieli się (myślowo) skarpę na pionowe paski (bloki) o szerokości b < 0.1r

Przy tak przyjętym mechanizmie zniszczenia (obrót walca wokół osi 0) równowaga danego elementu (paska) zostanie zachowana, gdy moment sił utrzymujących go w równowadze (Mu) jest większy (równy) od momentu sił powodujących obrót (Mo)

MU>MQ

gdzie:

Mu = r * St = r* (N tgφ + c* l )

M0 = r * G * sinα

Uwzględniając wszystkie „paski" (n), równowaga skarpy zostanie utrzymana gdy;

Zakłada się, że pomiędzy paskami nie ma żadnego oddziaływania, a siła ciężkości (G), którą można rozłożyć na składową normalną (Gn) i styczną (Gs) do linii poślizgu jest przyłożona w jej środku

Na linii poślizgu działają więc następujące siły:

- siła ciężkości G (ciężar „paska"), którą można rozłożyć na składową styczną do linii nieciągłości Gs=Gsinα i normalną Gn = Gcosα,

- reakcja nieruchomej części ośrodka wzdłuż linii poślizgu o długości l.

Zgodnie z zależnością reakcja nieruchomej części ośrodka wzdłuż linii poślizgu o dług. l składa się z:

- składowej normalnej N, która z warunku równowagi N= Gn= Gcosα,

- składowej stycznej St = c * l + N • tgφ (gdzie l jest długością linii poślizgu; linię aproksymuje się linią prostą), skierowanej przeciwnie do kierunku ruchu.

Siły działające na „pasek” w stanie granicznym:

11. Sposób obliczania stateczności skarp i zboczy – współczynnik bezpieczeństwa (skarpy zbudowane z gruntów spoistych i niespoistych)

1) skarpa zbudowana z gruntów spoistych:

współczynnika bezpieczeństwa skarpy określa zależność:

gdzie:

Ni =G * cosα - (z warunku równowagi).

2) skarpa zbudowana z gruntów niespoistych;

T = Ntgφ

S = Wsinβ,

N = Wcosβ

Równowaga elementu A zostanie zachowana, jeżeli:

S ≤ T

Zatem:

Wsinβ ≤ Wcosβ tgφ

skąd

tgβ ≤ tgφ lub β ≤ φ

Wskaźnik pewności F rozpatrywanego zbocza (skarpy) można wyznaczyć ze stosunku wartości siły oporu na ścinanie gruntu T do wartości działającej siły zsuwającej S na rozpatrywany element gruntu:

Warunek ten jest słuszny dla skarp z gruntów niespoistych (c = 0, φ ≠ 0) i to bez ograniczenia wysokości skarp. Dla celów praktycznych przyjmuje się Fmin = Fdop = 1,1 ÷1,3, zależnie od rodzaju (ważności) obiektu i dokładności rozpoznania właściwości mechanicznych górotworu

12. Konstrukcje oporowem – parcie gruntu.

Można stosować do stabilizacji małych i średnich osuwisk, ale przy niezbyt głęboko położonych płaszczyznach poślizgu. Wykonuje się je jako:

- przypory kamienne

- ściągi oporowe masywne i kątowe

- kaszyce, gabiony

Parcie gruntu jest to oddziaływanie (nacisk) gruntu na konstrukcje oporowe.

13. Siły działające na konstrukcję odporową wg metody Coulomba.

Obciążenie nazizmu

Ciężar konstrukcji

Parcie gruntu

Tarcie między konstrukcją, a gruntem

Składowa normalna oddziaływania podłoża