background image

1.

 NAPRĘŻENIA W

 G

RUNCIE

 

 

Teori

a:

 

w

 

 

 

Ciężar właściw

y

 

w

o

d

y

 

w

=

1

0 k

N/

m

3

 

n

 

 

 

Ciężar 

o

b

jęt

o

ści

o

w

y

 

g

r

unt

u w 

warun

k

ac

h nat

uraln

y

c

h

 [kN/

m

3

]

 

sr

 

 

 

Ciężar 

o

b

jęt

o

ści

o

w

y

 

g

r

unt

u w 

warun

k

ac

h cał

k

o

wite

g

o

 na

s

y

c

enia w

o

dą [k

N/

m

3

]

 

s

 

 

 

Ciężar właściw

y

 

sz

k

ielet

gr

u

nt

o

we

g

o

 [kN

/m

3

]

 

 

 

 

Efekt

y

w

n

y

 c

iężar 

o

b

jęt

o

ści

o

w

y

 

uwz

g

d

nia

jąc

y

 w

y

p

ór w

o

d

y

 [

kN/

m

3

]

 

’’

 

 

 

Efekt

y

w

n

y

 c

iężar 

o

b

jęt

o

ści

o

w

y

 

uwz

g

d

nia

jąc

y

 

przep

ł

y

w w

o

d

y

 [

kN

/m

3

]

 

j

 

 

C

nie

nie s

y

w

o

w

e [kN/

m

3

]

 

i

 

 

S

pa

de

h

y

d

ra

ulicz

n

y

 [

-

]

 

 

 

Por

o

wat

o

ść [

-

]

 

 

w

 

 

 

Wil

g

o

t

n

o

ść [%] 

 

z

 

 

 

 

Na

prężenie 

pierw

o

tne 

c

ałk

owite

 pi

o

n

o

we [kN/

m

2

]

 

z

’ 

 

 

Naprężenie 

pierw

o

tne 

efekty

wne

 pi

o

n

owe  [k

N/

m

2

]

 

u

 

 

 

Ciś

nie

nie w

o

d

y

 

w p

o

rach 

g

ru

n

tu [kN/

m

2

]

 

z

 

 

 

Głęb

o

k

o

ść [m]

 

 

n

 = 

s

(1

-

n)

(1+w) 

 

s

(1

-

n) + n

S

r

w

 

sr

 = 

s

(

1

-

n) + n

w

 

 = 

(1

-

n) 

(

s



w





sr



w

 

 ’’

 

 j (

+

 ruch w 

ł;  

-

 ruch w 

g

órę)

 

j

 = i 

w

 

L

H

i

 

z

z

u =

 z 

 

w

 

 

 

z

z

z

’+

 u

 

 

Sche

m

a

t ob

liczeń

 

 

W

o

da 

ka

pilar

na

 

 

Ruch

 w

 górę

 

z



z



z



z



 

u =

 z 

 

w

 

z



z

’+ u

 

 

A

z

 z



’’

 

’’= 

’ + 

j

 (ruch

 w

 

dół)

 

 

z

 z 



’’

’’= 

’ 

-

 

j

 (ruch

 w

 górę)

 

Ruch

 w

 dół

 

ZWG

ZWK

h

k

Ciśnien

ie

 

u

 pon

ad

 ZWG 

u

 =

 

-

w

h

k

 

Ciśnien

ie

 

u

 poniż

e

j

 ZWG 

u

 = 

w

h

 

 

 

 

Jedn

ost

ki n

aprężeń  

1 at = 1 

k

g

/c

m

2

 = 10

k

N/

m

2

 = 10

kPa = 0,1

M

pa = 1

0m H

2

O

 

Gęstość 

]

/

[

3

m

Mg

V

m

 

Ciężar 

 

g

[kN/m

3

]  gdzie 

g

=9,

8

1 m/

s

2

 

[1000

k

g

/

m

3

*m/

s

2

=10

0

0

k

g

*

m

/

s

2

*1/

m

3

=10

0

0N/

m

3

=

kN/

m

3

  (1N=

k

g

*

m/

s

2

)

]

 

 

V

V

n

p

e

e

n

1

S

p

V

V

e

n

n

e

1

background image

 

 

 

Zada

nie 1

.

 

a)

 

Obliczyć n

aprężeni

a

 

z

,

 

z

,

 

u

 

 

n

a

 głębokośc

i

 5

 

m (Rys 1)

.

 

 

b)

 

Jak

 zmien

ia

 si

ę

 wartoś

ć

 t

ych napr

ężeń

 

j

eżeli

 zwier

ciad

ło

 wody gruntowej

 w

skutek

 

przeprowadzonego drena

żu obniży się

 o

 1

 

m

 (Rys 

1a

).

 

 

R

y

s

 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

y

s

 1a

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zada

nie 2

.

 

Policzyć napr

ężeni

a

 pion

owe n

a

 głębokośc

i

 14

 m

,

 

wykonać wykres 

n

apręże

ń pionowych

 

pierwotnych,

 

ef

ektywnych oraz

 wody (Rys 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Rys 

2

).

 

a

)

b)

P

d:

 

s

 = 2

6

,5

 k

N

/m

3

, n = 3

2

%

, Sr

 = 0

,4

P

d:

 

s

 = 2

6

,5

 k

N

/m

3

, n = 3

2

%

, Sr

 = 0

,4

n

=19 k

N/m3

s

=26,5 k

N/m3

n

=32

%

s

=27,0 k

N/m3

n

=40

%

s

=26,5 k

N/m3

n

=28

%

Ps

Ps

G

Pr

0,0

3,0

7,0

12,0

14,0

[

m]

1,0

h=2 m

0,0

57,0

101,9

132,9

141,9

156,6

242,9

286,6

z

g

 [

k

N/

m3]

'

z

g

U

Z

 

[

m]

'

z

g

U

z

g

 

Uwaga:

 Zakł

ada

 

si

ę

,

 że

 

warstwa

 

nieprzepuszczaln

a

 

j

est

 

ca

łkowici

e

 nasycon

a

 

wodą

 

background image

Z

a

da

nie 3

 

Policzyć napr

ężeni

a

 pion

owe n

a

 głębokośc

i

 14

 m

,

 

wykonać wykres n

apręże

ń pionowych

 

pierwotnych,

 

ef

ektywnych oraz

 wody.

 (Rys.

 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(R

y

3)

 

Z

a

da

nie

 4

 

Obliczyć n

aprężeni

a

 

z

,

 

z

,

 U

 w

 punk

c

je

 

A

 n

a

 głębokoś

ci

 6

 m

 ppt

.

 (Rys.

 

4) 

 Wyniki

 bad

 

laboratoryjnych:

 

Piasek

 drobny: 

s

 = 26

,5

 

kN/m

3

,

 n

 = 30%

,

 S

r

 =

 0

.2

 (do

 poziomu

 wody włos

kowate

j)

 

P

ył plas

tyczny: 

s

 =

 27

,0

 

kN/m

3

,

 n

 = 50%

.

 

Piasek

 

średni :

 

s

 = 26

,

6

 k

N/m

3

,

 n

 = 35%

 

 

 

 

Rys. 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

a

da

nie 5

 

Woda

 w

 strumyku m

iał

a

 

0,6

 m

 głębokoś

ci

.

 

Wskut

ek

 prowadzonych w

 pobl

iżu robót

 

drenażowych woda

 s

topn

iowo op

adał

a

,

 t

ak

 że

 zwi

erci

adło

 wody gruntowej

 występu

je

 ob

e

cni

e

 

na

 głębokości

 0

,5

 

m

 poni

żej

 dn

a

 strumyka

.

 P

rzed 

odwodnienie

m

 ter

enu

 po

brano z

 dn

a

 

strumyka próbkę

 pi

asku

 

w st

ani

e

 natur

alnym.

 Okr

eślony l

aboratoryjni

e

 

j

e

j

 

cięż

ar 

obj

ętoś

ciowy wynosi 

 = 

21,0

 kN/m

3

.

 M

aksymaln

a

 zdolność

 utrzymania

 w

ody zawieszone

j

 

(kapilarnoś

ć

 bi

erna)

 dla

 

danego gruntu wynosi 0

,

7 m

.

 

Obli

czyć n

aprężen

ia

 w

 gruncie

 n

a

 

głębokości

 2

,0

 m

 poniże

j

 dn

a

 strumyka przed

 

i

 po

 

obniżeniu

 wody. 

 

 

s

=26,

k

N/m

3

n=28

%

14,

0

s

=27,

k

N/m

3

n=40

%

Pr

12,

0

7,

0

G

3,

0

Ps

s

=26,

k

N/m

3

n=32

%

h=3 m

[m

]

0,

0

Ps

n

=19 

k

N/m

3

6,

0

1,

9

Z

W

K

Z

W

G