MG

MG

-

-

w 1

w 1

1

1

MECHANIKA GRUNT

MECHANIKA GRUNT

Ó

Ó

W

W

• wykłady:

- dr hab. inż. Włodzimierz Idczak
- 20 – SS, SN

• ćwiczenia rachunkowe:

- dr hab. inż. Włodzimierz Idczak
- 10 – SN
-

6 – SS

• ćwiczenia laboratoryjne:

- SN – ppłk dr inż. R. Chmielewski - 16
- SS – kpt. mgr inż. K. Duda - 20

MG

MG

-

-

w 1

w 1

2

2

Ć

WICZENIA RACHUNKOWE i

LABORATORIA

• ćwiczenia rachunkowe/projekt:

zespoły 2-osobowe

• zadanie - wykonania częściowo na zajęciach



wyznaczanie naprężeń w podłożu gruntowym



osiadanie fundamentu

obliczenia: arkusz kalkulacyjny

• ćwiczenia laboratoryjne:

badania makroskopowe

badanie cech fizycznych i mechanicznych

elementy badań polowych

MG

MG

-

-

w 1

w 1

3

3

MECHANIKA GRUNT

MECHANIKA GRUNT

Ó

Ó

W

W

•

Chmielewski R. Kruszka L.: Mechanika gruntów. Własności

statyczne i dynamiczne gruntów, WAT, Warszawa 2002

• Pisarczyk S.: Mechanika gruntów, OWPW, Warszawa 2005

•

Obrycki M. Pisarczyk S.: Zbiór zadań z mechaniki gruntów,

OWPW, Warszawa 2007

•

Pisarczyk S. Rymsza B.: Badania laboratoryjne i polowe gruntów,

OWPW, Warszawa 1993

• Wiłun Z.: Zarys geotechniki, WKŁ, Warszawa 2007

• Normy budowlane – Dyrektywy europejskie (

EK-7, PN-EN ISO 14688

)

(literatura)

MG

MG

-

-

w 1

w 1

4

4

MECHANIKA GRUNT

MECHANIKA GRUNT

Ó

Ó

W

W

nauka podstawowa w Geotechnice

o

• fizycznych i mechanicznych właściwościach gruntów

• stanach naprężenia i odkształcenia podłoża gruntowego

pod wpływem działających obciążeń.

MG

MG

-

-

w 1

w 1

5

5

GEOTECHNIKA

GEOTECHNIKA

Geotechnika jest nauką o pracy i badaniach ośrodka

gruntowego, wykorzystywaną do celów:

- projektowania
- wykonawstwa
- kontroli

- budowli ziemnych i podziemnych
- fundamentów budynków
- nawierzchni drogowych
- linii kolejowych
- lotnisk

MG

MG

-

-

w 1

w 1

6

6

W skład Geotechniki jako nauki interdyscyplinarnej

wchodzą:

• gruntoznawstwo inżynieryjne
•

mechanika gruntów

• fundamentowanie

oraz pośrednio:

• geologia
• chemia, fizyka
• mechanika budowli
• teoria sprężystości i plastyczności
• reologia

(badanie materiałów wykazujących cechy ciał stałych i cieczy)

MG

MG

-

-

w 1

w 1

7

7

MECHANIKA GRUNT

MECHANIKA GRUNT

Ó

Ó

W

W

tematyka wyk

tematyka wyk

ł

ł

ad

ad

ó

ó

w

w

• struktura ośrodka gruntowego, klasyfikacja gruntów

• badania terenowe i laboratoryjne ośrodka gruntowego

• fizyczne właściwości gruntów

• omówienie ćwiczenia rachunkowego/projektu

• mechaniczne właściwości gruntów

• stany naprężeń i odkształceń w ośrodku gruntowym

• nośność podłoża gruntowego

• stateczność skarp i zboczy

• wzmacnianie gruntów

MG

MG

-

-

w 1

w 1

8

8

PODZIA

PODZIA

Ł

Ł

GRUNT

GRUNT

Ó

Ó

W

W

Biorąc pod uwagę procesy tworzenia się skorupy ziemskiej
zachodzące na jej powierzchni, grunty możemy podzielić na:

• grunty

pochodzenia miejscowego

(gliny i rumosze zwietrzelinowe)

•

grunty naniesione

:

- pochodzenia rzecznego

(żwir, piaski, pyły)

- pochodzenia morskiego

(piasek drobny, muł i pył naniesiony przez

rzeki, wapienie, piaskowce i łupki)

- polodowcowe

(głazy narzutowe, gliny zwałowe, piaski i iły warstwowe)

- eolityczne

(skały powstałe z pyłów przenoszonych przez wiatry – lessy)

- zastoiskowe i organiczne

(grunty organiczne – namuły, torfowiska)

MG

MG

-

-

w 1

w 1

9

9

D

D

O

O

KUMENTY NORMALIZACYJNE

KUMENTY NORMALIZACYJNE

Mi

ę

dzynarodowa Organizacja Normalizacyjna - ISO

Normy europejskie – EN ISO

Polski Komitet Normalizacyjny

Polskie normy budowlane – PN

MG

MG

-

-

w 1

w 1

10

10

PODZIA

PODZIA

Ł

Ł

GRUNT

GRUNT

Ó

Ó

W

W

-

-

wg PN

wg PN

Nasypowe

Mineralne

Organiczne

Nasyp

budowlany

Nasyp

niebudowlany

Grunty budowlane

Grunty

antropogeniczne

Grunty naturalne

Pochodzenie

(udział człowieka)

Rodzime

Cz

ąś

ci

organiczne

Przydatno

ść

do

budownictwa

Mineralne

Organiczne

Skaliste

Nieskaliste

Nieskaliste

Cz

ęś

ci

organiczne

Odkształcenie

podło

ż

a

Grunt

próchniczny

H

Namuł

Nm

Gytia

Gy

Skaliste

W

ę

giel

Brunatny

WB

W

ę

giel

kamienny

WK

Uw

ę

glenie

substancji

organicznej

Odkształcenie podło

ż

a

Geneza

i zawarto

ść

substancji

organicznej

Torf

T

U

z

ia

rn

ie

n

ie

Kamieniste

Grubo-

ziarniste

Drobno-

ziarniste

Geneza

Ż

wir

Ż

Ż

wir

gliniasty

Ż

g

Pospółka

Po

Pospółka

gliniasta

Pog

Zwietrzelina

KW

Zwietrzelina

Gliniasta

KWg

Rumosz

KR

Rumosz
gliniasty

KRg

Otaczaki

KO

Uziarnienie

Niespoiste

Spoiste

S

p

o

is

to

ś

ć

Piasek

gruby

Pr

Piasek

ś

redni

Ps

Piasek
drobny

Pd

Piasek

pylasty

P

π

Piasek

gliniasty

Pg

Pył

piaszczysty

Π

p

Pył

Π

Glina

piaszczysta

Gp

Glina

G

Glina

pylasta

G

π

Glina

piaszczysta

zwi

ę

zł

ą

Gpz

Glina

zwi

ę

zła

Gz

Glina

pylasyta

zwi

ę

zła G

π

z

Ił

piaszczysty

Ip

Ił

I

Ił

pylasty

I

π

Uziarnienie

Uziarnienie

MG

MG

-

-

w 1

w 1

11

11

PODZIA

PODZIA

Ł

Ł

GRUNT

GRUNT

Ó

Ó

W

W

-

-

wg ISO

wg ISO

PN-EN ISO 14688

MG

MG

-

-

w 1

w 1

12

12

PODZIA

PODZIA

Ł

Ł

GRUNT

GRUNT

Ó

Ó

W

W

-

-

wg ISO

wg ISO

PN-EN ISO 14688

MG

MG

-

-

w 1

w 1

13

13

GRUNTY BUDOWLANE

GRUNTY BUDOWLANE

tworzywo zewnętrznych warstw skorupy ziemskiej:

- znajdujące się w zasięgu wpływu obciążeń od

obiektów budowlanych lub

- używane jako materiał do budowli ziemnych:

- nasypów
- wykopów

warunek:

Wznoszone obiekty budowlane powinny przekazywać

obciążenia na podłoże gruntowe

w sposób bezpieczny

- przemieszczenia elementów obiektu

<

dopuszczalnych

- odkształcenia elementów obiektu

<

dopuszczalnych

- zachowana stateczność podłoża gruntowego

MG

MG

-

-

w 1

w 1

14

14

Podłoże gruntowe

jest to grunt istniejący na miejscu budowy

przed wykonaniem prac budowlanych

Grunty budowlane

, ze względu na

pochodzenie

, dzielimy na:

• grunty

antropogeniczne

–

powstałe w wyniku działalności człowieka

• grunty

rodzime

–

znajdujące się w miejscu ich powstania

MG

MG

-

-

w 1

w 1

15

15

NAZWY

NAZWY

GRUNT

GRUNT

Ó

Ó

W

W

wg PN

wg PN

-

-

86/B

86/B

-

-

02480 i PN

02480 i PN

-

-

EN ISO 14688

EN ISO 14688

ż

wir

piasek
pył
ił

MG

MG

-

-

w 1

w 1

16

16

POLSKIE NAZWY

POLSKIE NAZWY

GRUNT

GRUNT

Ó

Ó

W

W

WYSZCZEG

WYSZCZEG

Ó

Ó

LNIONYCH w ISO

LNIONYCH w ISO

MG

MG

-

-

w 1

w 1

17

17

F

F

R

R

A

A

K

K

CJE KLASYFIKACYJNE

CJE KLASYFIKACYJNE

wg

wg

MG

MG

-

-

w 1

w 1

18

18

MA

MA

K

K

ROSKOPOWE OKRE

ROSKOPOWE OKRE

Ś

Ś

LANIE RODZAJU

LANIE RODZAJU

GRUNTU

GRUNTU

MG

MG

-

-

w 1

w 1

19

19

ZREDUKOWANA ZAWARTO

ZREDUKOWANA ZAWARTO

ŚĆ

ŚĆ

FRAKCJI

FRAKCJI

Zredukowana zawartość frakcji – procentowa zawartość frakcji po

odrzuceniu ziaren o wymiarach

d > 2 mm

MG

MG

-

-

w 1

w 1

20

20

KRZYWE UZIARNIENIA

KRZYWE UZIARNIENIA

-

-

PN

PN

MG

MG

-

-

w 1

w 1

21

21

KRZYWE UZIARNIENIA

KRZYWE UZIARNIENIA

–

–

PN, ISO

PN, ISO

MG

MG

-

-

w 1

w 1

22

22

TR

TR

Ó

Ó

JK

JK

Ą

Ą

T FERETA

T FERETA

-

-

PN

PN

MG

MG

-

-

w 1

w 1

23

23

TR

TR

Ó

Ó

JK

JK

Ą

Ą

T

T

ISO

ISO

„

„

krajowy

krajowy

”

”

MG

MG

-

-

w 1

w 1

24

24

TR

TR

Ó

Ó

JK

JK

Ą

Ą

T

T

ISO

ISO

MG

MG

-

-

w 1

w 1

25

25

W

W

SKA

SKA

Ź

Ź

NIKI UZIARNIENIA

NIKI UZIARNIENIA

GRUNT

GRUNT

U

U

1. Wskaźnik różnoziarnistości

2. Wskaźnik krzywizny uziarnienia

U (C

u

) = d

60

: d

10

(

np. d

60

= 0,36 mm, d

10

= 0,007 mm C

u

= 51

)

gdzie:

d

x

- średnica zastępcza, poniżej której w gruncie jest

zawarte x % masy gruntu

( ziaren mniejszych od tej

ś

rednicy jest x% w stosunku do całej masy gruntu)

C = d

30

2

/ (d

10

·d

60

)

Grunt jest dobrze uziarniony jeśli:

C = 1÷3, U > 4

dla żwirów

U > 6

dla piasków

MG

MG

-

-

w 1

w 1

26

26

METODY OZNACZANIA SKŁADU

GRANULOMETRYCZNEGO

•

analiza sitowa

- żwiry, pospółki, piaski o średnicy ziaren

> 0,063 mm

•

analiza aerometryczna

- grunty spoiste o dużej ilości cząstek o średnicy

< 0,063 mm

•

analiza pipetowa

- wykonywana zamiast analizy aerometrycznej

nanosimy

krzywe uziarnienia

z których wyznacza się:

-

% zawartości poszczególnych frakcji

,

-

średnice cząstek: d

60

i d

10

MG

MG

-

-

w 1

w 1

27

27

przykład:

Wyznaczyć:

- zawartość poszczególnych frakcji
- wskaźnik uziarnienia U

piasku gliniastego

1. zestawienie frakcji w %:

- piaskowej – 100-33=67,
- pyłowej – 33-6=27
- iłowej – 6

MG

MG

-

-

w 1

w 1

28

28

2. Nanosimy uzyskane wartości na trójkąt Fereta (trójkąt ISO)

Otrzymany punkt

leży w obszarze

piasku gliniastego

MG

MG

-

-

w 1

w 1

29

29

d

60

=0,16 i d

10

=0,006

U = d

60

/d

10

= 27

3. Określamy wartość U

MG

MG

-

-

w 1

w 1

30

30

ANALIZA MAKROSKOPOWA

ANALIZA MAKROSKOPOWA

Analiza makroskopowa obejmuje

przybliżone i doraźne określenie,

bez użycia przyrządów

następujących cech gruntów:

•

rodzaj

(nazwa)

•

stan

•

wilgotność

•

barwa

•

zawartość węglanu wapnia w gruncie

Analiza makroskopowa ma duże znaczenie jako:

• badanie terenowe
• wstępne badanie laboratoryjne

MG

MG

-

-

w 1

w 1

31

31

KRYTERIA do makroskopowego rozpoznania stanu

gruntów SPOISTYCH (Plastycznych)

MG

MG

-

-

w 1

w 1

32

32

KRYTERIA do makroskopowego oznaczania stanu

gruntu SPOISTEGO wg ISO

Wskaźnik konsystencji

I

c

= (w

L

– w

n

)/I

p

Stopień plastyczności

I

L

= (w

n

– w

p

)/I

p

gdzie, wskaźnik plastyczności

I

p

= w

L

– w

p

MG

MG

-

-

w 1

w 1

33

33

STANY gruntów SPOISTYCH wg ISO i PN

w

n

– wilgotność naturalna gruntu,

w

L

– wilgotność gruntu odpowiadająca granicy płynności,

w

p

– wilgotność naturalna gruntu odpowiadająca granicy plastyczności,

I

p

– wskaźnik plastyczności.

w

L

i

w

p

określa się laboratoryjnie

MG

MG

-

-

w 1

w 1

34

34

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 1

• frakcja główna
• podfrakcje

MG

MG

-

-

w 1

w 1

35

35

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

• frakcje drugorzędne
• domieszki

MG

MG

-

-

w 1

w 1

36

36

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 2

• zawartość w gruncie:

• piasku,
• pyłu,
• iłu.

MG

MG

-

-

w 1

w 1

37

37

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 3

MG

MG

-

-

w 1

w 1

38

38

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 4

MG

MG

-

-

w 1

w 1

39

39

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 5

MG

MG

-

-

w 1

w 1

40

40

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 6

MG

MG

-

-

w 1

w 1

41

41

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 7

Krok 8

MG

MG

-

-

w 1

w 1

42

42

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 9

Krok 10

MG

MG

-

-

w 1

w 1

43

43

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

DROBNOZIARNISTYCH

DROBNOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 11

MG

MG

-

-

w 1

w 1

44

44

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

GRUBOZIARNISTYCH

GRUBOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 1

MG

MG

-

-

w 1

w 1

45

45

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

GRUBOZIARNISTYCH

GRUBOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

MG

MG

-

-

w 1

w 1

46

46

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

GRUBOZIARNISTYCH

GRUBOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 2

Krok 3

MG

MG

-

-

w 1

w 1

47

47

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

GRUBOZIARNISTYCH

GRUBOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 4

Krok 5

MG

MG

-

-

w 1

w 1

48

48

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

GRUBOZIARNISTYCH

GRUBOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 6

Krok 7

MG

MG

-

-

w 1

w 1

49

49

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

ANALIZA MAKROSKOPOWA GRUNT

Ó

Ó

W

W

GRUBOZIARNISTYCH

GRUBOZIARNISTYCH

-

-

ISO

ISO

Krok 8