1.

Różnica pomiędzy odkształceniem
postaciowym i objętościowym

Odkształcenie postaciowe: to zmiana kształtu
(odkształcenie) ośrodka ciągłego przy zachowaniu
długości odcinków równoległych do osi układu
współrzędnych. Przykładem odkształcenia
postaciowego może być ścinanie lub skręcanie.
Można mówić o odkształceniu postaciowym tylko w
odniesieniu do konkretnego układu odniesienia. Przy
jego zmianie odkształcenie może okazać się
odkształceniem liniowym bądź ich złożeniem.
Odkształcenie objętościowe: jest miara zmiany
objętości ciała. Odkształcenie objętościowe jest
równe sumie odkształceń liniowych w trzech
wzajemnie prostopadłych kierunkach

2.

Znać definicje dla gruntu:

Ściśliwość: w mechanice gruntów to zdolność osadu
do zmniejszania swej objętości pod wpływem
przyłożonego naprężenia normalnego. Ściśliwość
gruntu zależy głównie od składu granulometrycznego
gruntu, porowatości, wilgotności, składu mineralnego
(zwłaszcza frakcji iłowej). Miarą ściśliwości gruntu jest
moduł ściśliwości, który jest w pewnym sensie
odpowiednikiem modułu sprężystości ciał
sprężystych. Grunt nie jest jednak ciałem w pełni
sprężystym i odkształcenia zachodzące w nim pod
wpływem przyłożonych obciążeń są sumą odkształceń
sprężystych i trwałych, dlatego wykres ściśliwości nie
pokrywa się z wykresem odprężenia.
Odprężenie: zwiększenie objętości gruntu pod
wpływem zmniejszenia obciążeń będące wynikiem
zanikania odkształceń sprężystych
Konsolidacja: o proces zmniejszania objętości gruntu
pod wpływem przyłożonego obciążenia, który jest
związany z odprowadzaniem wody z porów i
rozpraszaniem nadmiaru ciśnienia hydraulicznego w
porach. Konsolidacja jest więc zależna od
przepuszczalności hydraulicznej gruntu, jest mierzona
za pomocą edometru lub aparatu trójosiowego i
podawana jest w wymiarze czasu, który jest
potrzebny do zakończenia tego procesu.
Konsolidacja: to proces równoczesnego zmniejszania
się zawartości wody i objętości porów w gruntach pod
wpływem przyrostu naprężeń. Jeżeli pory są
całkowicie wypełnione woda, lecz jej odpływ jest
niemożliwy, to przyłożone obciążenie powoduje
zwiększenie ciśnienia wody w porach nie powodując
wzrostu naprężenia efektywnego σ’. Cząstki gruntu
nie ulegają przesunięciu i konsolidacja nie występuje.
Współczynnik prekonsolidacji: nazywa się
stosunek największej wartości naprężenia
efektywnego σ

zc

’, które wystąpiło w gruncie w

przeszłości, do wartości naprężenia od ciężaru
własnego występującego obecnie σ

0

’

Ściśliwość natychmiastowa lub początkowa:
odkształcenie to występuje w chwili przyłożenia
obciążenia
Ściśliwość pierwotna: występuje w trakcie
rozpraszania się (odpływu) nadwyżki ciśnienia wody w
porach, redukcji wolnych przestrzeni, zmiany w

ułożeniu składników gruntu spowodowanej
obciążeniem
Ściśliwość wtórna: występuje po rozproszeniu
nadwyżki ciśnienia wody w porach
spowodowanej obciążeniem; proces ten
postępuje przy stałym naprężeniu efektywnym.
Następuje w wyniku sprężystych zmian objętości
gruntu.
3.

Metody badań ściśliwości gruntu

Laboratorium: EDOMETR: Próbka umieszczona w
pojemniku uniemożliwiającym boczne
rozszerzanie jest w nim stopniowo obciążana. Nie
ma możliwości odkształcenia się na boki, czyli
znajduje się w jednoosiowym stanie
odkształcenia. Badanie jest szczególnie istotne
przy ocenie właściwości podłoża gruntowego.
Odpowiada to pracy gruntu, gdy ten znajduje się
pod fundamentem
PRESJOMETR: Badanie presjometrem umożliwia
wyznaczenie presjo metrycznych modułów
ściśliwości gruntu oraz obciążenia granicznego,
co w bezpośredni sposób umożliwia
projektowanie fundamentów budowli. Istotą
badania presjometrem jest pomiar odkształcenia
objętościowego przy zwiększanym stopniowo
ciśnieniu w środkowej komorze aparatu
zagłębionego w gruncie.
PRÓBNE OBCIĄŻENIE: Badanie ściśliwości gruntu
w warunkach polowych polega na wykonianiu
próbnego wykopu. Grunt poddaje się
stopniowemu rosnącemu obciążeniu i mierzy się
osiadanie aby otrzymać zależność nprężenie-
okształcenie
4.

Co wpływa na ściśliwość gruntu

Ściśliwość gruntu zależy głównie od składu
granulometrycznego gruntu,
porowatości, wilgotności, składu mineralnego
(zwłaszcza frakcji iłowej). Grunty ściśliwe maja
bardzo małą wodoprzepuszczalność i proces
konsolidacji, pęcznienia i odprężanie przebiega w
nich bardzo powoli.
5.

Miary ściśliwości gruntu (moduły) i różnice
między nimi

W ośrodkach gruntowych między
odkształceniami i naprężeniami nie ma
zależności liniowej. Dla odróżnienia
parametrów odkształcalności gruntów od ciał
sprężystych wprowadzony został:
moduł odkształcenia E: w warunkach
jednoosiowego ściskania i swobodnej
bocznej rozszerzalności gruntu
moduł ściśliwości M: w warunkach
jednoosiowego ściskania, lecz przy
niemożliwej bocznej rozszerzalności próbki
gruntu
6.

Przebieg badania w edometrze

Wykonanie badania polega na: stopniowym
obciążeniu próbki gruntu umieszczonej w
metalowym pierścieniu (uniemożliwiona boczna
rozszerzalność próbki); pierścień należy wciskać

w grunt o NNS i średnicy większej od Φ pierścienia o
50mm w kierunku osi pierścienia, aby uniknąć
tworzenia szczeliny powietrznej, następnie zdjąć
pierścień zewnętrzny i wyrównać powierzchnię
gruntu w pierścieniu edometru; jeśli badań nie
przeprowadza się przy dostępie do wody, próbka
powinna być w skuteczny sposób zabezpieczona
przed wysychaniem; jeśli program badania nie
przewiduję innego postępowania, jako pierwszy
stopień obciążenia należy przyjąć 10kPa lub 12,5kPa,
a następnie 25, 50, 100, 200, 400 i 800kPa; Po każdej
zmianie obciążenia przeprowadza się odczyty na
czujniku w celu obserwacji zmian grubości po
1,2,5,15,30 min oraz po 1,2,4,19,48 i 72 h od chwili
zmiany obciążenia;

7.

Współczynnik zmiany objętościowej gruntu
(m

V

)

Inaczej współczynnik ściśliwości objętościowej. w
mechanice gruntu jest to parametr wyznaczany na
podstawie badań edometrycznych określający
ściśliwość gruntu. Jego odwrotnością jest
edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej M

o

.

8.

Definicja gruntów normalnie
skonsolidowanych i prekonsolidowanych

Normalnie skonsolidowane: takie, w których obecnie
występujące w gruncie
naprężenie efektywne jest największe ze wszystkich,
jakie dotychczas w
danym gruncie wystąpiły.
Prekonsolidowane: takie, które przenosiły już w swej
historii większe naprężenia, (np. teren obciążony był
lodowcem albo warstwami gruntu,
następnie wyerodowanymi przez rzekę).

9.

Definicja, parametry charakteryzujące i
przebieg badania pęcznienia gruntu

Pęcznienie gruntów powoduje zwiększenie
wilgotności gruntu, co prowadzi do zmniejszenia się
parametrów wytrzymałościowych gruntu oraz do
zwiększenia się odkształcalności gruntu.
Wskaźnika pęcznienia Vp określanego jako iloraz
przyrostu objętości próbki
gruntu ∆V po maksymalnym
pęcznieniu do objętości
pierwotnej V:


ciśnienia pęcznienia Pc jakie powstaje wówczas,
gdy nie ma możliwości zmian objętościowych w
procesie pęcznienia gruntu (ciśnienie pęcznienia
jest równe jednostkowemu obciążeniu normalnemu,
jakie należy przyłożyć na powierzchnię próbki
gruntu w edometrze, gdy znajdzie się ona w
kontakcie z woda, aby jej zmiany wysokości
(pęcznienia) były równe zeru).
wskaźnik ekspansji EI to stosunek różnicy
wysokości próbki przed i po
nasyceniu wodą (przy stopniu nasycenia 9 – 51 %) do
wysokości początkowej próbki
*skład i struktura gruntu (skład mineralny i
granulometryczny,

*skład kationów wymiennych, cechy
strukturalno-teksturalne, wilgotność).
*skład chemiczny i stężenie roztworu
wodnego współdziałającego z gruntem.
*wartość obciążenia zewnętrznego.
Na wartość pęcznienia wpływ ma
wilgotność początkowa, (w miarę wzrostu
wilgotności początkowej pęcznienie maleje).
Ciśnienie jest bardzo niekorzystne dla
budowli i powoduje podnoszenie się
fundamentów oraz zwiększenie się sił parcia
na konstrukcje oporowe. Pęcznienie
mierzymy edometrem – pierścień jest
zanurzony w wodzie. Badanie polega na
pomiarze wysokości próbki w określonych
odstępach czasu od momentu zalania jej
wodą. Uzyskujemy wykres pęcznienia
gruntu, który służy do wyznaczania
wskaźnika pęcznienia.

10.

Definicja i sposób badania zapadowości
gruntu

Grunty o strukturze nietrwałej ulegającej zmianie
pod wpływem zawilgocenia bez zmiany
działającego obciążenia nazywa się gruntami
zapadowymi. Do gruntów zapadowych należą
lessy i grunty lessopodobne. Orientacyjnymi
kryteriami służącymi do oceny zapadowości
gruntów są dwa warunki:

stopień wilgotności:

6

0,

S

r

≤

porowatość:

1

0

1

,

e

e

e

n

n

L

≤

+

−

e

L

– wskaźnik porowatości na granicy płynności;

e

n

– wskaźnik porowatości naturalnej

Jeżeli są spełnione oba te kryteria, należy
przeprowadzić oznaczenie wskaźnika osiadania
zapadowego edometrem:
a)

Wyznaczenie wysokości próbki h

0

pod

obciążeniem wywołującym naprężenia
pierwotne σ

zp

b)

Obciążenie próbki do momentu uzyskania
naprężeń całkowitych σ

zt

i odczytanie

wysokości h’

c)

Nasycenie próbki wodą aż do uzyskania
stopnia wilgotności S

r

= 1,0