1. Obliczenia fundamentów

1. Model deterministyczny

2. Model probabilistyczny

Wg. PN-EN 1990 stany graniczne konstrukcji zaleca się obliczać metodą współczynników częściowych(model deterministyczny).

Alternatywnie norma dopuszcza posługiowanie się metodami probabilistycznymi - decyzja w tym względzie leży w rękach władz krajowych.

Pełna analiza probabilistyczna wymaga znajomości łącznego rozkładu prawdopodobieństwa wszystkich rozważanych parametrów geotechnicznych, a więc nie tylko rozkładu poszczególnych zmiennych, ale też ich wzajemnych oraz przestrzennych korelacji. Uzyskanie takiej informacji wymaga przeprowadzenia znacznej liczby pomiarów, np. kilku tysięcy, co praktycznie jest niemożliwe. Stąd analizy probabilistyczne ograniczają się z reguły do przypadku, gdzie ośrodek gruntowy opisują najczęściej wartości średnie, odchylenie standardowe i współczynnik zmienności.

Wsp. stateczności, będący funkcją wielu zmiennych losowych, jest również f-cją losową. Należy określić jego rozkład czyli f-cję gęstości prawdopodobieństwa. Można to wykonać wykorzystując metodę Monte Carlo, gdzie na podstawie zadanych charakterystyk statystycznych za pomocą generatora losuje się kilkaset zestawów danych i dla każdego oblicza wskaźnik stateczności. Na tej podstawie otrzymuje się szukany rozkład prawdopodobieństwa. Dopasowanie funkcji gęstości dokonuje się poprzez postawienie hipotezy i zweryfikowanie jej za pomocą testu statystycznego. Wg ISO dopuszcza się przyjęcie rozkładu log normalnego dla nośności oraz rozkładu normalnego dla obciążeń.

2. Kryteria i miary stateczności fundamentów oraz skarp i zboczy

Wdg. Bjerrum: F=1,3 - wytrzymałość gruntu otrzymana za pomocą sondy krzyżakowej, skorygowana po uwzględnieniu prędkości ścinania i anizotropii podłoża.

Wdg. Godneya i Webera: F=1,25-1,50- wyższe wartości dla znaczących konsekwencji zniszczenia, słabej konstrukcji i dużej rozbieżności parametrów wytrzymałościowych.

Wdg. Meyerhofa F=1,3-1,5

Wdg. Terzaghiego F=1,25-1,35

Departament marynarki USA F=1,5

Instrukcja ITB nr 304:

F>1,5 - osuwisko b. mało prawdopodobne

1,3<F<1,5 - osuwisko mało prawdopodobne

1,0-F<1,3 - osuwisko prawdopodobne

F<1,0 - osuwisko bardzo prawdopodobne

3. Oddziaływanie na budowle hydrotechniczne

Przez oddziaływanie rozumiemy siłe lub obciążenie przyłożone do konstrukcji. Jest to oddziaływanie bezpośrednie lub wymuszone odkształcenie - oddziaływanie pośrednie spowodowane przez np. zmiany temp. Zawilgocenie lub nierównomierne osiadanie. Podzial oddziaływań w zależności od czasu trwania: stale, wyjatkowe, zmienne. Stałe - których wartość kierunek i punkt przyłożenia nie ulegaja zmianom w czasie budowy i uzytkowania (masa stalych elementow, masa gruntu, sily od parcia, masa budynkow uzytkowych, sily sprężonych elementow, odkształcenia wymuszone, oddziaływanie od skurczu, spawania, parcia wody, osiadania) Oddziaływania zmienne wynikaja ze sposobu uzytkowania a)w całości dlugotrwale b)w czesc dlugostrwale c)w całości krotkotrwale (falowanie, prady wodne, lod, jednostki pływające w czasei budowy, wodowania i prob wodnych, śnieg wiatr i zmienna temp, obciążenia probne, od tlumu ludzi; Wyjatkowe (uderzenie statkiem, zjawiska sejsmiczne, wybuchy, pozar, awarie urządzeń technicznych, obc iążeń sztormowych, dźwigowych, odbojowych, wezbran sztormowych, oddz wiatru.

4. Charakterystyka fundamentów wielkowymiarowych, rozkład naprężeń, wpływ sztywności-

(suche doki i sluzy, pochylnie, konstrukcje poldokowe, jazy itd.) Podzial fundamentow wielkowymiarowych: a) sztywne b) sprężyste c) wiotkie Sztywne - praktycznie nie odkształcają się, zmienny układ naprężeń konraktowych wartości statycznych okresla się jak dla elementow belkowych lub plytowych obciążonych odzialywaniem podloza Sprężyste - odksztalca się, naprężenia kontaktowe pod fundamentem maja rozklad nierównomierny Wiotkie - Nie maja sztywności na zginanie której nie uwzględniamy w ocenie współpracy fundamentu z podłożem

5. Fundamenty na podłożu sprężystym

Podział i charakterystyka

Sztywność podłoża

6. Obliczenia fundamentów na podłożu sprężystym, uogólniona metoda Winklera

Rzeczywisty układ zastepuje się dyskretnym w którym każdy element tzw fundament czastkowy opiera się na zastępczej podporze której miara podatności jest zmodyfikowany wsp sztywności cj=qj/sj qj-obciazenie jednostkowe fundamentu czastkowego z uzwglednieniem sztywności podloza sj-osiadanie obliczone dla profilu rzeczywistego pod sreodkiem każdego fund czastkowego Cykl obliczeniowy -okreslenie wymiarow podstawy fundamentu układu spełniającego wymagania SGN -uksztaltowanie fundamentu, elementu plyty polaczonej z rusztem -obliczenie jednostkowych obciążeń kontaktowych przy zalozeniu ich liniowej zmienności -podzial podstawy fundamentu rzeczywistego na fundamenty czastkowe z uwzględnieniem obciążeń obciążeń warunkow geotechnicznych -obliczenie średnich obc kontaktowych dla każdego fundamentu czastokwego -okreslenie profilow geotech pod skokiem każdego fund czast. -obliczenie osiadan Sj każdego fund cz z uwzględnieniem wpływu obciążeń pozostałych fundamentow czastkowych -obliczenie wsp sztywności podloza dla każdego fundamentu czastkowego -obliczenie parametrow schematu obliczeniowego dyskretnego ukl fund-podloze gruntowe, każdy fundament cz opiera się na zastępczej podporze spr kj=Cjajbj -obliczenie układu dyskretnego jako ustroju statycznie niewyznalnego jedna z metod MB -w przypadku fundamentu sztywnego wystarczy jednokrotnie obliczyc, fund sprężysty należy wykonac kolejne kroki obliczeniowe aby uzyskac zbliżone wartości naprężeń kontaktowych pod fundamentem -kolejne kroki iteracyjne zaleza od wymaganego stopnia dokładności -wymiarowanie fundamentu

7. Współczesne zabezpieczenia brzegów morskich

-Gabiony - konstrukcje z koszy siatkowo kamiennych

-Wzmocnienie skarpy klifu przez podparcie tarasowymi nasypami z warstw gruntu wzmacnianego geowłókniną

-stosowanie bloków accropode - mało estetyczne

-stosowanie komórkowych systemów ograniczających

-łańcuch Galla oraz inne profile betonowe

8. Oddziaływania środowiskowe na pale

1. Drewniane

2. Stalowe

3. Żelbetowe

Ad. a) Grzyby, bakterie, owady - butwienie, próchnienie

Ad. b) Rozpuszczone w wodzie związki, mikroorganizmy - procesy elektrochemiczne

Ad. c) Wody miękkie, kwaśne, siarczany - wypłukiwanie Ca(OH)₂- rozsadzanie betonów.

9. Tempo korozji w wodzie morskiej - rośnie wraz z zasoleniem - w Polsce 0,1-0,2mm/rok - jest to tempo korozji powierzchniowej.

10. Zabezpieczenia antykorozyjne, 4 metody- charakterystyka

-nasycenie kreozotem - pale drewniane

- powłoki ochronne - pale stalowe

-ochrona katodowa - pale stalowe

-gruba otulina betonowa zbrojenia - pale żelbetowe

11. Strefy korozji dla ścianek szczelnych:

-poddenna

-ciągłego zanurzenia

-poziomu niskiej wody

-wahania zwierciadła wody

-rozbryzgiwania

12. Ochrona katodowa ścianki szczelnej - polega na stworzeniu układu katoda(chroniona ścianka)- źródło prądu stałego-układ polaryzujący-anoda zewnętrzna. Dzięki zastosowaniu tej ochrony, najpierw ulegnie korozji anoda zewnętrzna, którą można łatwo wymienić.

13. Elementy ochrony materiałowo- konstrukcyjnej

-dobór odpowiednich surowców i materiałów;

-dobór składu i kształtowanie struktur materiałów utrudniających wnikanie czynników środowiskowych w głąb konstukcji.

14. Wpływ drenażu na parcie gruntu

1. Drenaż ukośny

2. Drenaż pionowy

15. Ciśnienie spływowe w gruntach uwarstwionych

16. Wpływ ciśnienia artezyjskiego na parcie i odpór gruntu

Wpływ na parcie czynne jest mały i może być pominięty. Na parcie bierne (odpór) wpływ należy uwzględnić szczególnie przy obliczaniu ścianek szczelnych, ścian szczelinowych oraz przy sprawdzaniu stateczności skarp i fundamentów.

1. . Ciężar w-wy nieprzepuszczalnej jest większy od nadciśnienia wody artezyjskiej γ'⋅t₁>ΔH⋅γ_w. Obliczanie odporu - Dla równomiernego obc. ciśnieniami artezyjskimi w-wy nieprzepuszczalnej odpór gruntu w tej warstwie oblicza się ze zmniejszonego ciężaru objętościowego γ''=γ'-p_s. Odpór gruntu występujący w w-wie nieprzepuszczalnej w wyniku spójności nie ulega zmniejszeniu na skutek działania wody artezyjskiej. W obliczeniach parcia biernego w w-wie wodonośnej należy uwzględnić obc. w-wą nieprzepuszczalną p₁=γ''⋅t₁.

2. 2. Nadciśnienie wody artezyjskiej większe od ciężaru w-wy nieprzepuszczalnej γ'⋅t₁≤ΔH⋅γ_w. Odpór wynikający z tarcia wewnętrznego nie powinien być uwzględniany w obl. w-wy nieprzepuszcz. Odpór w gr. nieprzep. wynikający ze spójności może być w pełni uwzględniany lub zredukowany jeżeli nie jest spodziewane wyparcie dna - w innych przypadkach należy odpór pominąć. W obl. odporu w w-wie wodonośnej nie uwzględnia się w ogóle obc. warstwą nieprzepuszczalną.

3. Przy obliczeniach parcia i odporu gruntów spoistych spójność, której wpływ jest korzystny można uwzględnić, jeżeli grunt spoisty spełnia warunki: a)jest gr. rodzimym a nie nasypowym b)jest trwale przykryty innymi w-wami gruntu c)jest trwale przesycony wodą d)nie przejawia właściwości tiksotropowych.

17. Przykłady konstrukcji, gdzie może wystąpić wyparcie, charakterystyka

- wyparcie zagłębionej pustej konstrukcji;

-wyparcie lekkiego nasypu podczas powodzi;

-wyparcie dna wykopu;

-wykonanie korka poniżej poziomu wody;

-konstrukcja zakotwiona w celu przejęcia wyparcia;

18. Wykop fundamentowy z wodą pod ciśnieniem

19. Wpływ przepływającej wody na parcie i odpór gruntu, ocena zmian ∆γ

- siatka przepływu

-według zaleceń EAU

-przyjęcie średniej drogi filtracji

26. Rodzaje gródz oraz ich charakterystyka

-sypane:

- kamienne

-ziemne

-stawiane

-zapuszczane

-1 ścianka szczelna

-2 ścianki szczelne

-komorowe

28. Współczesne rozwiązania i zastosowania gródz

- betonowanie podpór pod mosty, budowa budowli morskich „na sucho”

-naprawa i konserwacja podpór

29. Metody wyznaczania sił w palach, charakterystyka

- trapez naprężeń

-Culmanna - graficzna

-równowaga momentów

-sztywnego oczepu- oczep jako bryła sztywna, pale-wahacze- proste układy palowe

-analityczne(tradycyjne)- duża pracochłonność- układy wielopalowe;

-metoda uogólniona

32. Metody badań dynamicznych pali:

- wysokoodkształceniowe- uderzeniowe, wibracyjne

- niskoodkształceniowe - uderzeniowe, sejsmiczne, wibracyjne, akustyczne;

- wzory dynamiczne - bieżąca kontrola na placu budowy;

- wysokoodkształceniowe - kinetyczne(wybuchowe, tłumione uderzenia)

- próbne obciążenia

36. Podstawy teoretyczne badań dynamicznych pali.

Równanie podstawowe (z II zas.d. i pr. Hooke'a):
,
. Rozw. charakt. układu: u=u^↑(x-ct)+u^↓(x+ct). c - pr. propagacji napr., u-przem. t-czas E-mod.spr. ρ-gęst.mat x-wsp.liniowa

Dla rozszerzenia analizy o wyznaczenie parametrów mechanicznych gruntu konieczne jest przyjęcie układu młot-pal-grunt. Dla takiego układu równanie podst. uzupełnione o charakt. mechaniczną gruntu ma postać:
. Równanie składa się z 4 członów reprezentujących przyspieszenie, odkształcenie, opory gruntu, prędkość (tłumienie).

---