Skrypt z mechaniki-gruntow-prof-Szymanski.pdf

(1910 KB) Pobierz
Microsoft Word - Skrypt z mechaniki gruntow - ostatnia wersja.DOC
Alojzy Szymański
MECHANIKA GRUNTÓW
Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2007
382329698.001.png
Spis tre ś ści
CZĘŚĆ ISPIS TREŚCI................................................................................................ 3
1 MIEJSCE I ZADANIA MECHANIKI GRUNTÓW W INŻYNIERII ........................ 7
2 PODSTAWOWE ZJAWISKA FIZYCZNE W GRUNCIE ..................................... 9
2.1 Powstawanie gruntu w złożu ..................................................................................................................9
2.1.1 Geneza gruntu.......................................................................................................................................9
2.1.2 Powstawanie obecnego stanu naprężenia ...........................................................................................12
2.2 Trójfazowa budowa gruntu, rodzaje cząstek i minerałów .................................................................15
2.2.1 Rodzaje cząstek i minerałów ..............................................................................................................16
2.2.2 Struktura gruntu ..................................................................................................................................19
2.3 Fizykochemiczne oddziaływanie cząstek gruntowych i wody............................................................21
2.3.1 Zjawiska fizykochemiczne na powierzchni granicznej.......................................................................21
2.3.2 Pojemność wymienna jonów ..............................................................................................................23
2.3.3 Potencjał elektrokinetyczny ................................................................................................................24
2.3.4 Zjawiska elektrokinetyczne ................................................................................................................25
2.3.5 Zjawisko tiksotropii ............................................................................................................................26
3 KLASYFIKACJA GRUNTÓW I WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE............................ 28
3.1
Uziarnienie i charakterystyki uziarnienia ...........................................................................................28
3.2 Parametry opisujące własności fizyczne ..............................................................................................35
3.2.1 Podstawowe cechy fizyczne gruntu ....................................................................................................36
3.2.2 Cechy fizyczne pochodne od cech podstawowych .............................................................................39
3.3
Parametry zagęszczania gruntów.........................................................................................................42
3.4
Parametry spoistości gruntów ..............................................................................................................45
3.5
Klasyfikacja gruntów ............................................................................................................................50
4 WODA W GRUNCIE.......................................................................................... 58
4.1 Rodzaje wód występujących w gruncie ...............................................................................................58
4.1.1 Woda w postaci pary ..........................................................................................................................59
3
4.1.2 Woda związana ...................................................................................................................................59
4.1.3 Woda wolna – gruntowa .....................................................................................................................62
4.1.4 Woda wolna – wsiąkowa ....................................................................................................................64
4.1.5 Woda włoskowata – kapilarna ............................................................................................................64
4.1.6 Stała faza wody – lód..........................................................................................................................66
4.1.7 Woda krystalizacyjna i woda chemicznie związana ...........................................................................66
4.2
Kapilarność............................................................................................................................................67
4.3 Skurczalność i ekspansywność gruntu.................................................................................................72
4.3.1 Skurczalność.......................................................................................................................................72
4.3.2 Ekspansywność – pęcznienie gruntów................................................................................................75
4.4 Zjawiska mrozowe w gruncie ...............................................................................................................80
4.4.1 Przemarzanie gruntu ...........................................................................................................................80
4.4.2 Określenie głębokości przemarzania gruntów ....................................................................................82
4.4.3 Kryteria wysadzinowości gruntów .....................................................................................................83
5 CIŚNIENIE POROWE I NAPRĘŻENIE EFEKTYWNE ...................................... 86
5.1
Wypór wody w gruncie .........................................................................................................................86
5.2
Ciśnienie wody w porach oraz naprężenie całkowite i efektywne ....................................................86
6 PRZEPŁYW WODY W GRUNCIE ..................................................................... 92
6.1
Istota przepływu cieczy w gruncie........................................................................................................92
6.2
Filtracja. Prawo Darcy’ego...................................................................................................................93
6.3
Ograniczenia prawa Darcy’ego ............................................................................................................95
6.4
Podstawowe równanie przepływu w gruncie.......................................................................................96
6.5
Siatka filtracyjna ...................................................................................................................................99
7 ZJAWISKA ZWIĄZANE Z RUCHEM WODY W GRUNCIE............................ 101
7.1
Ciśnienie spływowe ..............................................................................................................................101
7.2
Spadek krytyczny ................................................................................................................................103
7.3
Zmiany w gruncie wywołane filtracją................................................................................................105
4
7.4
Zasady zabezpieczania gruntów przed szkodliwym działaniem filtracji........................................107
8 NAPRĘŻENIE W GRUNCIE ............................................................................ 110
8.1
Stan naprężenia w gruncie..................................................................................................................110
8.2
Naprężenie geostatyczne .....................................................................................................................112
8.3 Naprężenie powstałe wskutek działania obciążeń zewnętrznych ....................................................113
8.3.1 Rozkład naprężenia w gruncie od pionowej siły skupionej ..............................................................113
8.3.2 Rozkład naprężenia w gruncie od działania obciążenia ciągłego .....................................................115
8.3.3 Rozkład naprężenia pod fundamentami sztywnymi .........................................................................121
8.3.4 Rozkład naprężenia pod nasypami....................................................................................................124
8.4 Graficzna interpretacja naprężenia ...................................................................................................125
8.4.1 Naprężenia główne ...........................................................................................................................125
8.4.2 Koło Mohra.......................................................................................................................................126
8.4.3 Odwzorowanie stanu naprężenia w układzie p – q ...........................................................................127
8.4.4 Ścieżki naprężenia ............................................................................................................................128
9 ODKSZTAŁCALNOŚĆ GRUNTÓW ................................................................ 130
9.1
Opis stanu odkształcania.....................................................................................................................130
9.2 Ściśliwość gruntu .................................................................................................................................132
9.2.1 Opis zjawiska....................................................................................................................................132
9.2.2 Parametry charakteryzujące ściśliwość gruntu .................................................................................135
9.3 Konsolidacja gruntu ............................................................................................................................139
9.3.1 Opis zjawiska....................................................................................................................................139
9.3.2 Parametry charakteryzujące konsolidację.........................................................................................143
9.4 Osiadanie gruntów...............................................................................................................................145
9.4.1 Obliczanie osiadań początkowych ....................................................................................................146
9.4.2 Obliczanie osiadań konsolidacyjnych...............................................................................................148
9.4.3 Obliczanie osiadań wtórnych............................................................................................................149
10 WYTRZYMAŁOŚĆ GRUNTU NA ŚCINANIE .............................................. 150
10.1 Warunek zniszczenia Coulomba – Mohra.........................................................................................150
10.2 Badania wytrzymałości gruntu na ścinanie.......................................................................................153
10.2.1
Badania laboratoryjne ..................................................................................................................153
5
10.2.2
Badania terenowe.........................................................................................................................159
10.3 Wyniki badań wytrzymałości gruntu na ścinanie.............................................................................164
10.3.1
Wyniki badań wytrzymałości gruntów niespoistych....................................................................164
10.3.2
Wyniki badań wytrzymałości gruntów spoistych ........................................................................166
11 PARCIE I NOŚNOŚC GRUNTU .................................................................. 172
11.1 Stany oddziaływania gruntu ...............................................................................................................172
11.2 Parcie spoczynkowe.............................................................................................................................178
11.3 Parcie czynne i bierne .........................................................................................................................179
11.3.1
Metoda Rankine’a ........................................................................................................................180
11.3.2
Metoda Coulomba........................................................................................................................184
11.4 Parcie pośrednie gruntu......................................................................................................................186
11.5 Parcie silosowe .....................................................................................................................................190
11.6 Nośność podłoża gruntowego..............................................................................................................192
11.6.1
Przebieg odkształceń obciążonego podłoża .................................................................................192
11.6.2
Obciążenie krytyczne...................................................................................................................195
11.6.3
Obciążenie graniczne ...................................................................................................................198
12 LITERATURA .............................................................................................. 200
6

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin