1.Podział gruntów w zależności od ich genezy.

- Grunt naturalny - którego szkielet powstał w wyniku procesów geologicznych

• Grunt antropogeniczny - nasypowy, utworzony z produktów gospodarczej działalności człowieka

• Grunt rodzimy - powstały w miejscu zalegania w wyniku procesów geologicznych

• Grunt nasypowy - naturalny lub antropogeniczny który powstał w wyniku działalności człowieka

• Grunt skalisty - gr. rodzimy zbudowany ze skały

• Grunt mineralny - gr. rodzimy w którym OM nie przekracza 2%

• Grunt organiczny - gr. rodzimy w którym OM powyżej 2%

2.Scharakteryzować frakcje gruntu i przedstawić ich podział, trójkąt Fereta.

• Kamienie i żwir - w niewielkim stopniu zmienione okruchy skalne o składzie podobnym do skał z których powstały

• Piasek ,pył, ił pyłowy - skł. z kwarcu i krzemionki, chemicznie mało aktywne

• Ił koloidalny - skł. głównie z zespołu wtórnych glinokrzemianów tzn. minerałów ilastych (kaolinit,illit, smektyt)

Podział na frakcje:

• Kamienista d>40mm

• Żwirowa 2-40mm

• Piaskowa 0,05-2mm

• Pylasta 0,002-0,05mm

• Ilasta < 0,002mm

3.Minerały ilaste, ich budowa i właściwości. Powierzchnia właściwa. Podwójna warstwa dyfuzyjna.

M. ilaste powst. w wyniku wietrzenia gł. chemicznego krzemianów pierwotnych(warstwowych i przestrzennych). W skład bud. przestrzennej krzemianów wtórnych wchodzą: tetraedry i oktaedry tworzące pakiety oddzielone przestrzenią międzypakietową .

• 1:1- 1 warstwa oktaedru i 1 warstwa tetraedru (przest. między pakietami mała dlatego pow. właściwa b. mała)

• 2:1 - 2 warstwy tetraedru i 1 warstwa oktaedru (pow. właściwa i pojemność sorpcyjna b.duża)

Właściwości: rozdrobnienie<0,002mm ; ładunki elektr. przew. ujemne ; poj. sorbcyjna kationów 5-100 cmol(+)/kg ; chłonność wody(pęcznienie) przy suszeniu kurczenie się ; duża lepkość i plastyczność ; duża pow. właściwa 50-80 m²/g

Powierzchnia właściwa - suma pow. wewnętrznych i zewnętrznych, im drobniejsze cząstki tym większa pow. właściwa i większa aktywność fizyczno-chemiczna (pęcznienie gruntu i uplastycz.)

Podwójna warstwa dyfuzyjna - ziarno gruntu silnie przyciąga molekuły wodne siła ta zwiększa się wraz z odległością i w pobliżu ziarna jest tak dużą, że woda ma wł. ciała stałego, tę strefę nazwano warstwą podwójną. Woda ma tu gęstość 1.7 g/cm³

4.Podział gruntów skalistych, kamienistych, gruboziarnistych i drobnoziarnistych - niespoistych

Grunty skaliste miękkie R_c 0.2-5 Mpa, twarde R_c>5

grunty skaliste wzg. na spękanie lity skalisty, mało spękany, średnio spękany, bardzo spękany

grunty kamieniste >50% fk - wietrzelina fi<2%, wietrzelina gliniasta fi>2%, rumosz fi<2%,

rumosz gliniasty fi>2%, otoczaki

grunty gruboziarniste niespoiste <50% fk - żwir fi<2%, żwir gliniasty fi>2%, pospółka fi <2%,

pospółka gliniasta fi>2%

grunty drobnoziarniste niespoiste fk+fż<10%, fi<2% - piasek gruby>50% cz >0.5mm,

piasek śr. >50% cz>0.25mm, piasek drobny >50% cz<0.25mm, piasek pylasty fp 68-90% f_Π 10-30

5.Podział gruntów drobnoziarnistych ze względu na uziarnienie.

Piasek gliniasty, pył piaszczysty, pył, glina piaszczysta, glina, glina pylasta, glina piaszczysta zwięzła, glina zwięzła, glina pylasta zwięzła, ił piaszczysty, ił, ił pylasty.

6. Oznaczenie składu granulometrycznego gruntów niespoistych i spoistych. Krzywa uziarnienia

Grunty niespoiste -analiza sitowa, Grunty spoiste- analiza areometryczna lub pipetowa

Analiza sitowa - polega na wydzieleniu poszczeg. frakcji gruntu za pomocą przesiewania przez komplet ośmiu sit. Nie powinna zawierać ziaren większych niż 40mm. Powinna być wysuszona w 105 ^oC, po przesianiu próbkę z każdego sita ważymy, zawartość frakcji obliczamy ze wzoru Z₁=

m_i- masa frakcji na sicie, m_s - masa pobranej próbki.

Następnie wykreśla się krzywą uziarnienia gruntu ustal procentowa zawartość ziaren gruntu w poszczególnych frakcjach (z krzywej uziarnienia) oraz określa się rodzaj gruntu.

Analiza areometryczna - polega na pomiarach gęstości zawiesiny glebowej podczas sedymentacji cząstek w stałej temperaturze za pomocą areometru. Różnica dwóch kolejnych odczytów daje procentową zawartość frakcji, która osiadła w tym czasie. Gęstość zawiesiny odczytuje się w terminach podanych w tablicach, terminy te zależą od średnicy opadających cząstek, temp. zawiesiny i składu granulometrycznego badanej zawiesiny. Aby prawidłowo określić terminy odczytów należy wstępnie przynajmniej w przybliżeniu określić grupę granulometryczną i dobrać odpowiednią tablicę.

Krzywa uziarnienia (wykres uziarnienia)jest obrazem opisu składu granulometrycznego, jest to krzywa rosnąca w skali półlogarytmicznej, która ma dwa punkty przegięcia pozwalające nam wyznaczyć punkty: wskaźnik różnoziarnistości

, oraz wskaźnik krzywizny
,

7.Scharakteryzować podstawowe cechy fizyczne gruntu (
).

Gęstość właściwa gruntu
G_s- ciężar próbki po wysuszeniu, V_s- objętość cząstek szkieletu

Gęstość objętościowa szkieletu gr -

γ_d =

V_c - objętość całkowita

Wilgotność naturalna gruntu - W_n =
100%

G_w-masa wody G_s- masa szkieletu

Porowatość n =

V_p - objętość porów

Wskaźnik porowatości e =

8. Stopień zagęszczenia i stany gruntów niespoistych. Wskaźnik zagęszczenia. Podać zastosowanie I_D i I_s.

St. zagęszczenia jest parametrem stanu gruntów niespoistych. I_D=

e_max-maksymalny wskaźnik porowatości, e_min - minimalny wskaźnik porowatości, e_n - porowatość naturalna. Stopień zagęszczenia dzieli grunty niespoiste na stany:

0<I_D≤0.33 stan luźny

0.33<I_D≤0.67 stan śr. zagęszczony

0.67<I_D≤1 stan zagęszczony

Wskaźnik zagęszczenia I_s=

- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego
- maksymalna gęstość szkieletu gruntowego wyznaczona w aparacie Proctora. I_s = 0,845+0,188 I_p

I_D stosuje się przy kontroli zagęszczenia gruntów niespoistych, natomiast I_sstosuję się przy kontroli zagęszczenia gruntów niespoistych i spoistych.

9. Granice konsystencji. Stopień plastyczności i wskaźnik plastyczności. Cel oznaczenia plastyczności.

Granica płynności W_l - jest to taka wilgotność gruntu na gr st miękkoplastycznego i płynnego przu której bruzda wyk w paście gruntowej umieszczonej w miseczce ap Gasagrande zejdzie się pod wpływem 25 uderzeń o gumową podstawkę na długości 10cm i wys 1mm. Granica plastyczności Wp - jest to taka wilgotność gruntu w której wałeczek w próbie wałeczkowania ulega zniszczeniu

Granica skurczu W_s - jest to wilgotność gruntu znajdującego się na granicy stanu zwartego i półzwartego przy której przy dalszym suszeniu grunt nie zmienia objętości W<sub>s
* 100%</sub>

Stopień plastyczności I_l =

W_n-wilgotność naturalna, W_p-granica plastycznosci, W_l- gr. płynności .

Wskaźnik plastyczności I_p =W_l-W_p. Oznaczenie plastyczności pozwala nam okreslić grunty pod względem spoistości (niespoiste, mało spoiste, średnio spoiste, zwięzło spoiste i bardzo spoiste)

Grunty spoiste po przekroczeniu wilgotności krytycznej(na granicy stanu plastycznego i miękkoplastycznego) zmieniają swoją wytrzymałość co powoduje zwiększenie osiadań pod wpływem

obciążeń.

10. Podać cel i zakres analizy makroskopowej. Przedstawić poszczególne oznaczenia makroskopowe.

Analiza makroskopowa polega na wykonaniu otworów pobraniu z nich próbki i ocenie na miejscu

rodzaju gruntu, stanu, barwy, wilgotności, zaw węglanu wapnia, szacunkowej wytrzymałości i występowaniu wody gruntowej.

Rodzaj gruntu - spoiste:

• m. wałeczkowania - formujemy kulkę 7mm, wałeczkujemy do3mm,rodzaj pęknięcia określa rodzaj gruntu, wałeczkujemy aż do zniszczenia

• m. rozmakania - kulka 15mm na sicie o oczkach 5mm, zalewamy wodą dest, czas rozmoknięcia

kryterium oceny rodzaju gruntu

• m. rozcierania pod wodą - wyraźne wyczuwanie ziaren piasku I gr, pojedyncze ziarna II gr ,

nie wyczuwamy ziaren III gr

Rodzaj gruntu - niespoiste: polega na pobraniu próbki i określeniu zaw trzech frakcji(>2;>0,5;>0,25mm)

Określenie stanu gruntu - spoiste

Polega na wyznaczeniu st plastyczności I_l =
x- ilość cykli w m wałeczkowania, A i f_i z nomogram

Określenie stanu gruntu - niespoiste:

Polega na wyznaczeniu st zagęszczenia m objętościową lub m dynamicznego sondowania

M objętościowa - pobraną próbkę ważymy, suszymy(określamy ρi W_n ) następnie

ρ_d =
I_D=

M dynamicznego sondowania-I_D=f |Nx| N-ilość uderzeń sondą x-na jaką głębokość wejdzie sonda

Określenie barwy- na przełomie próbki o naturalnej wilgotności, najpierw intensywność zabarwienia potem barwę zasadniczą

Szacowanie wytrzymałości- penetrometr tłoczkowy(grunty spoiste) spójność gr - Cu=Qf*Kpp

Qf- max siła Kpp- stała penetrometru

Ścinarka obrotowa- Cu=Mf*K_TV Mf-moment obrotowy K_TV- stała końcówki

Zawartość węglanu wapnia- na podstawie reakcji gruntu z 20% HCL (długo burzy->5%| intensywnie krótko 3-5%| słabo krótko 1-3%| ślad lub brak <1%|

11. Oznaczenie podstawowych cech fizycznych gruntu

Oznaczenie

m_s- masa szkieletu gruntowego

m_g- masa kolby z gruntem w tem. 105 ^oC

m_wt- masa kolby wypełnionej do kreski na szyjce wodą destylowaną

m_wg-masa kolby z gruntem i wodą wypełniającą kolbę do kreski na szyjce

m_t-masa kolby wysuszonej w tem. 105^oC JEDNOSTKI [g]

Pobraną próbkę gruntu suszymy w tem. 105 C. Po schłodzeniu jej waży się w kolbie z dokładnością do 0,01 g określając m_g. Następnie kolbę wypełnia się do 2/3 objętości wodą destylowaną i gotuje jej zawartość na małym płomieniu przez o,5 h. Z kolei kolbę z zawartością doprowadza się do tem. otoczenia uzupełniając wodę destylowaną do kreski na szyjce kolby i wstawia kolbę do naczynia o poj. 2 dm, wypełnioną wodą o tem. odpowiadającej tem. otoczenia. Po 2h mierzy się tem. wody kolbie i naczyniu. Różnica tem. powinna być mierzona od 0,5^oC. Następnie po wytarciu kolby wypełnia się ponownie wodą destylowaną do kreski na szyjce kolby i waży z dokładnością do 0,01 g oznaczając w ten sposób m_wt. Po wykonaniu tych czynności odciąga się za pomocą pipety wodę z szyjki kolby i ponownie doprowadza poziom wody do kreski na szyjce oraz waż z dokładnością do 0.01 g. Oba wyniki nie powinny różnić się od siebie o więcej niż 0,02 g.

OZNACZANIE
(gęst. obj. w gruncie)

Zależy od rodzaju grutu i wielkości próbki. Metody :

• w pierścieniu- bada się próbki gruntów spoistych o strukturze nienaruszonej i dostatecznie dużej objętości

• w cylindrze- bada się próbki gruntów niespoistych (sypkich)

• w wodzie- bada się próbki gruntów spoistych o tak małych objętościach, że nie można wyciąć próbki za pomocą pierścieni.

• w rtęci- bada się próbki gruntów bardzo spoistych także o małych obj.

OPIS METOD PRZY PKT. 7

Gęstość obj. wyznacza się również za pomocą metod radiometrcznych.

OZNACZANIE W_n

Oznaczanie metodą suszarkowo-wagową:

Do oznaczenia przygotowuje się 2 próbki gruntu

500g- w przypadku gruntów gruboziarnistych

50g- w przypadku piasków i pyłów

30g- w przypadku pozostałych gr. drobnoziarnistych.

Oznaczanie metodą radiometryczną

12.WILGOTNOŚĆ OPTYMALNA GRUNTU, PODAĆ CEL I METODY OZNACZANIA W GRUNCIE

Wilgotność optymalna gruntu jest to wilgotność przy której grunt ubijany w sposób znormalizowany uzyskuje max. gęstość objętościową
. W_op zależy od uziarnienia gruntu. Znajomość tej wilgotności potrzebna jest przy formowaniu nasypów ziemnych wymagających wysokiego stopnia zagęszczenia. W_op oznacza się w aparacie Proctora

Metoda I-polega na zagęszczeniu 3 warstwami przy zastosowaniu cylindra małego(1m³). Warstwę zagęszcza się 25 uderzeniami ubijaka o masie 2,5 kg spadającego z wysokości 320 mm.

Metoda II duży cylinder 2,2 dm³ grunt zagęszcza się 3 warstwami po 55 uderzeń, masa i wys. taka sama j.w. .

Metoda III zmodyfikowana-mały cylinder, grunt zagęszcza się 5 warstwami po 25 uderzeń, ubijak o masie 4,5 kg spada z wys. 480 mm.

Metoda IV zmodyfikowana- duży cylinder 2,2 dm³ 5 warstw 55 uderzeń, masa 4,5 kg wys 480 mm

13. RODZAJE WODY W GRUNCIE, CIŚ. WODY W PORACH GRUNTU, CIŚ. SPŁYWOWE

Ciś. spływowe.

W przypadku przepływu wody przez grunt należy przy obliczaniu gęstości objętościowej
uwzględnić ciś. spływowe P_s wyrażone w g/cm³ za pomocą wzoru:

P_s=i*cos

i - spadek hydrauliczny; stosunek różnicy ciś.

- kąt odchylenia kierunku przepływu wody od pionu W^o

- gęst. wody (1,0 g/cm³)

gęstość objętościowa z uwzględnieniem ciś. spływowego

+ w przypadku przepływu wody ku dołowi

-w przypadku przepływu wody ku górze

Rodzaje wody w gruncie:

Woda podlegająca siłom ciężkości- związana z zjawiskiem filtracji

Woda nie podlegająca siłom ciężkości- woda błonkowa -woda kapilarna

Cechy charakterystyczne ciś. spływowego

kier. wektora =kier. ruchu wody

skutkiem działania tej siły są naprężenia składowe

14. WSKAŹNIK WODOPRZPUSZCZALNOŚCI GR. PODZIAŁ METOD OZNACZANIA K₁₀

Wodoprzepuszczalność charakteryzuje się za pomocą współczynnika filtracji K₁₀ który określa prędkość przepływu wody przez grunt o temp. 10 ⁰C . Zależy od :

uziarnienia gruntu; porowatości; struktury i tekstury.

Metody oznaczania

1. laboratoryjne- przy pomocy aparatu ITB-ZW K2lub K3

2. polowe- próbnego pompowania wody z otworów badawczych- wlewania wody do otworu wiertniczego przy jednoczesnym pomiarze poziomu wody w otworze głównym i obserwacyjnym- elektryczne - radiometryczne

3. za pomocą wzorów empirycznych- wzór Krugera k₂₁=
   k₂₁-wsp. filtracji przy temp. wody t= 21^oC,C pole pow. cząstek gr. zawartych w 1 cm³gruntu w cm², m- porowatość gruntu. - wzór Hanzena K_i=C*d₁₀²(0,7+0,031) d₁₀- śr. miarodajna C- wsp. liczbowy określony empirycznie

15.KAPILARNOŚĆ BIERNA I CZYNNA, PODAĆ CEL OZNACZANIA

Kapilarność czynna H_kc jest to max. wys. na jaką podniesie wodę w porach gruntu ponad poziom swobodnego zw. wody gruntowej. Zależy od uziarnienia, struktury i tekstury gr., temp. wody.

Kapilarność bierna H_KB jest to max. Wysokość na jakiej utrzymuje się woda wypełniając całkowicie pory gruntu ponad poziomem swobodnego zwierciadła wody gruntowej po jego obniżeniu. Kapilarność bierna = wysokości słupa wody w cm przy której przebija się powietrze przez próbkę gruntu podczas badania.

16. Sondowanie gruntu, podział sond i krótka charakterystyka badania.

Sondowanie stosujemy w celu określenia stopnia zagęszczenia gr piaszczystych(sonda stożkowa) oraz

stopnia plastyczności gr spoistych(sondą cylindryczną). Podział sond: s wciskane, s lekka stożkowa SL,

s ciężka stożkowa S.C., s cylindryczna SPT, s udarowo obrotowa ITBzw

S wciskana-specjalne urządzenie wciska sondę ze stałą prędkością i mierzy siłę oporu zagłębianej końcówki .S stożkowe wbija się za pomocą swobodnie opadającej baby i liczy uderzenia potrzebne do

uzyskania zagłębienia. Wzależności od liczby uderzeń określa się stopień zagęszczenia.

17. ZJAWISKO ŚCIŚLIWOŚCI I KONSOLIDACJI GRUNTU. PRZEDST.NA WYKRESACH.

ściśliwość gruntów jest to zdolność gruntu do zmniejszania swojej objętości pod wpływem obciążenia. Miarą ściśliwości gruntu są moduły ściśliwości. Badania ściśliwości gruntu przeprowadza się w laboratorium na różnych typach edometrów, otrzymując edometryczne moduły ściśliwości M_o i M, oraz w terenie za pomocą próbnych obciążeń lub badań presjometrycznych, w wyniku których otrzymuje się moduły odkształcenia gruntu E_o i E.

Moduł odkształcenia E wyznacza się w warunkach jednoosiowego ściskania i ograniczonej bocznej rozszerzalności gruntu natomiast moduł edometryczny M w warunkach jednoosiowego ściskania, lecz przy braku możliwości bocznej rozszerzalności gruntu.

W przypadku wszechstronnego izotropowego ściskania gruntu wyznacza się moduł ściśliwości objętościowej E_o natomiast przy jednoosiowym ściskaniu i swobodnej bocznej rozszerzalności moduł ściśliwości właściwej E_S

18. Moduły ściśliwości gruntów.

Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej M_o jest to stosunek przyrostu efektywnego naprężenia normalnego
do przyrostu całkowitego odkształcenia względnego mierzonego w kierunku działania siły obciążającej w jednoosiowym (edometrycznym) stanie odkształceń w warunkach umownej konsolidacji gruntu.

M_o=

- przyrost naprężenia

- osiadanie próbki na skutek zwiększenia naprężenia

h -grubość próbki gruntu przed zwiększeniem naprężenia [cm]

Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej M jest to stosunek przyrostu efektywnego naprężenia normalnego
do przyrostu sprężystego (odwracalnego) odkształcenia względnego mierzonego w kierunku działania siły obciążającej w jednoosiowym (edometrycznym) stanie odkształceń w warunkach umownej konsolidacji gruntu.

4. polowe- próbnego pompowania wody z otworów badawczych- wlewania wody do otworu wiertniczego przy jednoczesnym pomiarze poziomu wody w otworze głównym i obserwacyjnym- elektryczne - radiometryczne

5. za pomocą wzorów empirycznych- wzór Krugera k₂₁=
k₂₁-wsp. filtracji przy temp. wody t= 21^oC,C pole pow. cząstek gr. zawartych w 1 cm³gruntu w cm², m- porowatość gruntu. - wzór Hanzena K_i=C*d₁₀²(0,7+0,031) d₁₀- śr. miarodajna C- wsp. liczbowy określony empirycznie

19. NAPRĘŻENIE PIERWOTNE W GRUNCIE.ZASADY OBLICZNIA

naprężenie pierwotne ä_zň jest to pionowy naciska jednostkowy gruntów zalegających w podłożu gruntowym ponad poziomem „z”. Naprężenia te dla podłoża uwarstwionego oblicz się za pomocą wzoru:

σ_zň =Ó[(ň_ni - ň_w) ± ň_w * i_i * cosâ] *g * h_i

σ_{zň -} naprężenie pierwotne [kN/m²]

ň_{ni -} naturalna gęstość objętościowa gruntu w warstwie i-tej [t/m³]

ň_w - gęst.wody w porach [1g/cm³]

â-kąt nachylenia kierunku przepływu wody od pionu [^o]

i_i -

g - przyspieszenie ziemskie[m/s²]

h_{i -} miąższość warstwy i-tej gruntu [m]

20.Wyznaczanie naprężeń dodatkowych bezpośrednio pod fundamentem. Czynniki decydujące o rozkładzie ó_dz.

Naprężenia dodatkowe ó_dz stanowią przyrost naprężeń w zakresie od naprężeń ó_zs do naprężeń ó_zq . Wyznacza się je ze wzoru ó_dz = ç (q- ó_zs) ,gdzie ó_zs-naprężenie wtórne, ç-współczynnik rozkładu naprężeń, q-obciążenie pierwotne.

Naprężenia dodatkowe są to naprężenia powyżej naprężeń geostatycznych przed powstaniem np. budynku. Naprężenia dodatkowe liczymy w następujący sposób :

-musimy poczynić pewne założenia i do nich dobieramy metodę obliczeniową,

-musimy przyjąć model obliczeniowy ośrodka gruntowego (przyjmujemy model ośrodka sztywnego albo przyjmujemy, że ośrodek gruntowy przyjmuje model ciała sprężystego).

Rozkład naprężeń w gruncie zależy od wielkości obciążenia i parametrów ośrodka gruntowego.Wyliczone naprężenia musimy odnieść do naprężeń, które ośrodek gruntowy może przenieść.

Sztywność fundamentu głównie decyduje o naprężeniach zaraz pod fundamentem.

Najczęściej stosujemy dwa modele obliczeniowe :

-sztywny (obliczamy naprężenia, które występują bezpośrednio pod fundamentem)

-plastyczny (sprężysty)-obliczamy wzorami Boussinesq

21.Czynniki kształtujące opór gruntu na ścinanie.

Wytrzymałość gruntu na ścinanie jest to opór jaki stawia grunt naprężeniom stycznym w rozpatrywanym punkcie ośrodka. Po pokonaniu oporu ścinania następuje poślizg pewnej części gruntu w stosunku do pozostałej. Poślizgi mogą być jednopowierzchniowe i strefowe.

Opór tarcia wewnętrznego gruntu. W przypadku ścinania gruntów o strukturze ziarnistej mamy do czynienia z oporem tarcia suwnego i obrotowego, gdyż przy poślizgu strefowym jednej warstwy gruntu po drugiej występuje opór nie tylko w powierzchniach poślizgu, lecz opór wynikający z obrotu ziaren w stosunku do ziarn sąsiednich.

Opór spójności właściwej (kohezja - opór tarcia od ciśnienia spójności właściwej). Za spójność właściwą uważa się wzajemne przyciąganie się cząstek gruntowych, zrównoważoną przez reakcję sił odpychających.

22.Omówić badania wytrzymałościowe na ścinanie w aparacie bezpośredniego ścinania.

W aparacie bezpośredniego ścinania próbkę gruntu umieszcza się w dwuczęściowej skrzynce, obciąża próbkę siłą pionową p, a następnie ścina przykładając do próbki siłę poziomą Q. Próbkę gruntu ścina się przy różnych siłach pionowych p otrzymując różne wartości naprężeń normalnych ó_f=
oraz odpowiadające im naprężenia ścinające ô_f=
. Po naniesieniu otrzymanych zależności na wykres otrzymuje się prostą Coulomba, która odcina na osi rzędnych wartość oporu spójności rzeczywistej c, a nachylenie prostej do osi odciętych daje kąt tarcia wewnętrznego ö.

Oznaczenie wytrzymałości gruntów na ścinanie przy użyciu aparatu bezpośredniego ścinania prowadzić można w zależności od prędkości przemieszczania się względem siebie skrzynek jedną z metod :

-metodą podstawową (przy prędkości przemieszczania mniejszej od 0,05 mm/min)

-metodą przybliżoną (gdy prędkość przemieszczania wynosi 0,5 do 1,2 mm/min.)

Na próbkach gruntu oznacza się wilgotność na górnej krawędzi próbki i na części gruntu przylegającej do przylegającej do dolnej powierzchni. Próbki gruntu umieszcza się kolejno w skrzynce aparatu obciążając je obciążeniem normalnym, którego wartość wynika z potrzeb obliczeń statycznych projektowanej budowli, prowadząc jednocześnie pomiary osiadań próbki gruntu, aż do osiągnięcia umownej stabilizacji osiadań. Następnie obciąża się próbkę dodatkowym jednostkowym obciążeniem normalnym innym dla każdej z próbek (1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4, KG/cm^-2. Po pięciu minutach działania obciążenia dodatkowego przystępuje się do ścinania danej próbki przez przesuwanie skrzynek ze stałą prędkością zależną od przyjętej metody oznaczenia. W czasie przesuwania dokonuje się pomiaru: -wielkości przemieszczenia skrzynek względem siebie; -sił ścinających; -wysokości próbki (jej osiadań). ô_f=
. Q_f-największa wartość siły ścinającej w KG; a-długość boku próbki w cm (m).; r- przesunięcie ramki aparatu w stosunku do skrzynki w momencie osiągnięcia siły Q_f (w cm).

Następnie wykreśla się prostą i odczytujemy wartości kąta ö i c.

RYSUNEK

23.Schematy badania wytrzymałości na ścinanie w aparacie trójosiowego ścinania.

W aparacie trójosiowego ścinania próbkę o kształcie cylindrycznym umieszczona jest w cienkiej pochewce gumowej, którą zalewa się wodą wypełniając nią szklany klosz otaczający próbkę. Wodę w kloszu spręża się do naprężenia ó₃. Ścinanie próbki dokonuje się przy stałym naprężeniu ó₃ zwiększając dodatkowo naprężenie q na górną powierzchnię próbki gruntu, aż do momentu przekroczenia wytrzymałości próbki na ścinanie. Łączne naprężenie przekazywane na górną powierzchnię próbki w momencie jej ścięcia oznacza się ó_l. Naprężenie ó_l i ó₃ są naprężeniami głównymi.

Naprężenie ścinające ô_f i normalne ó_f wyznacza się za pomocą kół Mohra. Przeprowadzając minimum pięć ścięć przy różnych wartościach ó₃ otrzymuje się kilka granicznych kół Mohra. Styczna wykreślona do otrzymanych kół Mohra jest prostą Coulomba, która odcina na osi rzędnych wartość oporu spójności c, a nachylenie tej prostej do osi odciętych daje kąt tarcia wewnętrznego ö. Potrzebne do wykreślenia kół MoHra wartości naprężeń ó_l i ó₃ otrzymuje odczytując ze specjalnie opracowanych tablic wartości.

24.Badania wytrzymałości na ścinanie sondą krzyżakowo-obrotową PSO.

Głównym celem badań podłoża gruntowego sondą krzyżakową jest ocena wytrzymałości gruntów słabych na ścinanie bez odpływu wody z gruntu.

Oznaczanie wytrzymałości gruntu ô_f za pomocą ścinania obrotowego przeprowadza się w wykopach badawczych lub otworach badawczych na różnych głębokościach. Do ścinania służy sprzęt składający się z żerdzi, rur osłonowych oraz końcówek (krzyżaków)Typy końcówek różnią się wymiarami. Badanie polega na wciskaniu sondy na planowaną głębokość, przy czym na ostatnich 30 cm końcówkę należy wciskać z prędkością nie większą niż 5 mm/s. Obrót żerdzi z końcówką powinien być dokonywany ze stałą prędkością kątową 5+-0,5⁰/min. Podczas obrotu końcówki należy mierzyć największą wartość momentu obrotowego M_f oraz ustaloną wartość momentu M_const zarejestrowaną po pełnym obrocie żerdzi. W przypadku prowadzenia badań bez rury obsadowej należy określić dodatkowo wartość momentu obrotowego M_fo potrzebnego do przezwyciężenia oporu tarcia żerdzi o grunt. Wytrzymałość gruntu na ścinanie wyznacza się ze wzoru ô_{f =} K_VT(M_f-M_fo) ,

ô_const = K_VT(M_const-M_fo) gdzie : ô_f- maksymalne naprężenie ścinające, ô_cons - ustalone (minimalne) naprężenie ścinające, M_f -max. moment obrotowy powstający w czasie wykonywania obrotu, M_cons - ustalony moment obrotowy po pełnym obrocie żerdzi, M_fo - moment obrotowy powstającyu przy pokonywaniu oporu tarcia żerdzi, K_VT - współczynnik charakteryzujący końcówkę.

25. JEDNOSTKOWY OPÓR OBLICZENIOWY PODŁOŻA

wartości obliczeniowego jednostkowego obciążenia podłoża należy obliczać korzystając ze wzoru ogólnego:

N_r - obliczeniowa siła pionowa [kN]

M_x, M_y - momenty sił odpowiednio względem osi x i y [kN*m]

W_x, W_y - wskaźniki wytrzymałości podstawy fundamentów odpowiednio względem osi x i y [m³]

26.Wartości charakterystyczne i obliczeniowe parametrów geotechnicznych. Metoda A, B,C wyznaczania parametrów geotechnicznych.

Wartości określające cechy gruntów budowlanych nazywa się parametrami geotechnicznymi. Parametry te oznacza się dla całego podłoża gruntowego tj. dla strefy, w której właściwości gruntów mają bezpośredni wpływ na projektowane wykonawstwo oraz eksploatację projektowanych obiektów inżynierskich. Na podstawie wyników badań polowych i laboratoryjnych gruntów oraz ich charakterystyki geologicznej podłoże gruntowe dzieli się na warstwy geotechniczne, to jest strefy o jednakowych wartościach parametrów geotechnicznych.

METODA A polega na bezpośrednim oznaczeniu wartości parametrów geotechnicznych gruntów na podstawie badań polowych lub laboratoryjnych. Metodę tą należy stosować w przypadku, gdy: - brak jest ustalonych zależności korelacyjnych między parametrami gruntów spoistych i niespoistych, a także przy oznaczaniu parametrów efektywnych ö, c. - w najniekorzystniejszym układzie obciążeń ich składowa pozioma wynosi więcej niż 10 % składowej pionowej. - budowla jest usytuowana na zboczu lub w pobliżu. - obok budowli projektuje się wykopy lub dodatkowe obciążenie podłoża.

METODA B polega na oznaczeniu wybranych (wiodących) parametrów geotechnicznych metodą A, a następnie na ustaleniu na ich podstawie parametrów pozostałych wykorzystując do tego zależności korelacyjne występujące między nimi. Zależności korelacyjne istniejące pomiędzy ogólnymi parametrami geotechnicznymi podane są w odpowiednich tablicach i nomogramach. Za parametry wiodące przyjmuje się najczęściej dla gruntów spoistych stopień plastyczności I_L, a dla gruntów niespoistych stopień zagęszczenia I_D.

METODA C polega na wykorzystaniu wartości parametrów geotechnicznych określonych dla innych podobnych terenów oraz budowli o podobnej konstrukcji i zbliżonych obciążeniach.

28.Metoda punktów narożnych wyznaczania naprężeń w dowolnym punkcie podłoża.

Metoda punktów narożnych służy do wyznaczania naprężenia ó_zq na głębokości z poniżej punktu M położonego wewnątrz obszaru ABCD lub poniżej punktu N położonego na zewnątrz tego obszaru przy równomiernym obciążeniu q działającym na tym obszarze. Naprężenia poniżej naroża prostokąta wyznacza się za pomocą wzoru: ó_zq = ç_nq ,gdzie ç_n- współczynnik rozkładu naprężeń odczytywany z nomogramu.

RYSUNEK :

Wprowadzając dodatkowe prostokąty o wspólnych narożach w punktach M lub N wyznacza się naprężenia pod punktem M jako sumę naprężeń od obciążeń prostokątów : MA`BC`, MC`CC``, MC``DA`` i MA``AA` a pod punktem N - jako sumę naprężeń od obciążeń prostokątów : ND`AB` i NC``CC` ze znakiem plus i prostokątów ND`DC` i NC``BB` ze znakiem minus.

30. OBLICZENIE OSIADAŃ FUNDAMENTU

Osiadaniem nazywamy pionowe odkształcenie podłoża wskutek jego ściśliwości;

Osiadanie S_i danej warstwy wyznacza się jako sumę osiadania wtórnego S_i” w zakresie naprężeń wtórnych σ_zs i osiadania pierwotnego S_i^' w zakresie naprężeń dodatkowych σ_zd

S_{i =} S_i”+ S_i^'

osiadanie fundamentu oznaczamy jako sumę osiadań poszczególnych warstw zalegających w podłożu;

h_i - miąższość warstwy [m]

M_o- edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (ogólnej) [ kN/m²]

M - edometryczny moduł ściśliwości wtórnej (sprężystej) [kN/m²]

ë- współczynnik zależny od stopnia odprężenia podłoża w czasie wykonywania robót fundamentowych

31. CZYNNIKI DECYDUJĄCE O PĘCZNIENIU GRUNTU

Na pęcznienie wpływ ma przede wszystkim uziarnienie, skład mineralny, struktura oraz gęstość objętościowa szkieletu gruntowego a także wilgotność początkowa gruntu.

32. ZJAWISKO PĘCZNIENIA.OZNACZENIE CIŚN.PĘCZNIENIA GRUNTU

Przez pęcznienie gruntów spoistych rozumie się zwiększanie ich objętości pod wpływem nawilgocenia.

Oznaczenie ciśn. pęcznienia P_c przeprowadzić można jedynie dla gruntów jednorodnych, gdy różnica wilgotności poszczególnych próbek nie przekracza 5%.

Oznaczenie ciśn. pęcznienia gruntów spoistych można przeprowadzać między innymi w edometrze.

W celu oznaczenia ciśn. pęcznienia gr. spoistych przygotowuje się 5 próbek o struktórze naturalnej i wymiarach pozwalających na ścisłe umieszczenie ich w pierścieniu edometru. Położenie próbki w pierścieniu powinno odpowiadać naturalnemu położeniu gruntu w terenie. Z każdej próbki , po uformowaniu jej w pierścieniu , należy zebrać grunt z górnej i dolnej powierzchni pierścienia przeznaczając nadmiar gruntu do oznaczenia wilgotności

---