Ad.1) zasady projektowania betonów hydrotechnicznych

Wymagania ogólne:

• Minimalna klasa betonu B25 (B45 w Niemczech)

• Wskaźnik w/c < 0.5

• Kruszywo do betonu zgodne z normą PN-96/B-06712 (krzywa dobrego uziarnienia)

• Ograniczenie wymiarów kruszywa

• Zawartość frakcji < 0.25 mm ok. 4-6%

• Punkt piaskowy pp=35-37%

• Cement o niskim cieple hydratacji (cementy hutnicze)

• Zawartość C₃Al < 3% (cementy HSR o zwiększonej odporności na korozję siarczanową) C₃Al - glinian trójwapniowy

Ad.2) warunki wykonywania betonu dobrej jakości

• Odpowiednie proporcje i jakości składników(cement kruszywo woda)

• Kruszywo dobrej jakości(musi być płukane, powinno być całk. wodoodporne)

• Opracowanie dobrej receptury betonu

• Im bardziej ciekły beton tym gorsze parametry

• Dokładnie odważamy składniki i mieszamy je(nie krótko i nie zadługo)

• Prawidłowe układanie betonu

• Betonowanie w temp. Dodatniej (T_min=5^oC)

• Pielęgnacja betonu:

- odpowietrzanie masy betonowej ( przez wibrowanie)

- utrzymywanie stałej wilgotności ( metody: osłona, polewanie,

betonowanie pod wodą-fundamenty

Ad.3) wyjaśnić idee konstrukcji żelbetowych

• Wykorzystanie dużej wytrzymałości betonu na ściskanie i stali na rozciąganie. Beton przenosi naprężenia ściskające, a stal rozciągające. Żelbet - materiał kompozytowy składający się ze stali i betonu.

Ad.4) rodzaje zapraw i ich zastosowanie

• Cementowe, wapienne, cementowo-wapienne, gipsowe, gipsowo-wapienne, cementowo-gliniane

• 1) spajanie elementów 2) wyrównywanie rozkładów obciążeń 3) wyrównywanie tynków zabezpieczających budowlę 4) poprawa estetyki budowli 5) wykonywanie warstw wyrównawczych pod posadzki 6) tynkowanie 7) do dezynfekcji 8) do osadzenia części stalowych w różnych elementach budynku 9) do produkcji wyrobów budowlanych

Ad.5) różnica pomiędzy betonem, a zaprawą cementową

• beton jest dobrze urabialny w przeciwieństwie do zaprawy cementowej oraz w jego skład wchodzą specjalne domieszki

• BETON-mieszanina kruszywa, cementu i wody, do wylewania większych elementów konstrukcyjnych w całości betonowych, żelbetowych, sprężonych ZAPRAWA-mieszanina spoiwa, piasku, wody, łączy elementy ścian, wypełnia spoiny między cegłami, odporne na czynniki atmosferyczne, musi być szczelny, zabezpiecza ściany

Ad.6) zjawiska reologiczne, wymień i podaj wspólną cechę

• beton: skurcz, pełzanie stal: pełzanie relaksacja

• zjawiska zależne od temperatury, które prowadzą do odkształceń materiału oraz zmiany naprężeń cieplnych

Ad.7) wady i zalety konstrukcji stalowych i żelbetowych

• zalety:

• występują tylko naprężenia ściskające

• eliminacja rys

• duża trwałość

• pełne wykorzystanie przekroju

• możliwość prefabrykacji i wykonawstwa zimą

• duża wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie

• wady:

• nieodporność na wysoką temperaturę

Ad.8) wyjaśnić idee konstrukcji sprężonych

• Eliminacja naprężeń rozciągających we wszystkich przekrojach. Są to konstrukcje żelbetowe, które usunięto wprowadzając sprężenie zbrojenia. Jeżeli zbrojenie rozciągniemy siłą jaką będzie ono przenosiło w konstrukcji, a następnie naciąg zwolnimy to zbrojenie będzie ściskało spód belki likwidując w niej strefę rozciągania. Cały przekrój belki jest wtedy ściskany

• Materiał składa się ze stali i betonu, w którym dzięki sprężeniu w betonie eliminuje się naprężenia rozciągające

Ad.9) wyjaśnić pojęcia : nośność i wytrzymałość

• NOŚNOŚĆ - cecha całej budowli, zdolność do przenoszenia obciążeń ( np. nośność stropu)

• WYTRZYMAŁOŚĆ - cecha materiałowa, wyrażająca się granicznymi wartościami oporu stawianego przez siły spójności ciała stałego różnego rodzaju obciążeniom zewnętrznym. Lub inaczej : zdolność materiału do przeciwstawieniu się zniszczeniu lub odkształceniu

Ad.12) Podaj definicję ciężaru właściwego i objętościowego i napisz, który jest większy

• Ciężar objętościowy - jest to iloczyn gęstości objętościowej ( stosunek masy gruntu do ich objętości) oraz przyspieszenia ziemskiego. γ=ρg ,

Gdzie: ρ-gęstość obj.[ T/m³ ] γ-ciężar obj. [T/m³ ] g- przyspieszenie ziemskie[m/s²]

Zależy od ciężaru właściwego jego cząstek porowatości i wilgotności

• Ciężar właściwy- jest to iloczyn gęstości gruntu ( stosunek masy cząstek gruntu do ich objętości ) i przyspieszenia ziemskiego. . γ_s=ρ_sg ,

Gdzie:ρ_s-gęstość gruntu[ T/m³ ] γ_s-ciężar wł. [T/m³ ] g- przysp. ziemskie[m/s²]

Zależy od składu mineralogicznego skały lub gruntu, wynosi 2.4-3.2g/cm³

• Ciężar właściwy gruntu jest większy od ciężaru objętościowego

Ad.13) podaj różnice w budowie gruntów spoistych i niespoistych

• Wymiary elementów szkieletu gruntu

• Kształt elementów szkieletu gruntu

• Skład mineralogiczny

• Występowanie i wpływ warstewki wody związanej

CECHA	SPOISTE	NIESPOISTE
Spoistość gruntu ( zawartość frakcji iłowej	fi > 30%	fi < 5% fi = 5 - 10%
Próba wałeczkowania gruntu wilgotnego	Kulka i wałeczek od początku wałeczkowania są połyskliwe i w dotyku tłuste	Wałeczek spłaszcza się lub usypuje, wałeczek się rozwarstwia
Próba rozmakania wysuszonej bryłki	Rozmakają się po dłuższym czasie	Rozmaka natychmiast
ziarnistość	Ziarenka niewidoczne gołym okiem, tworzą spoiste bryłki	Ziarenka żwirowe i piaskowe są widoczne gołym okiem nie tworzą spoistychbryłek

Ad.14) Co to jest powierzchnia właściwa ( wartość dla piasku i bentonitu)

• Sumaryczna powierzchnia graniczna ( kontaktowa) wszystkich ziaren lub cząstek gruntu w jednostce masy

• Piasek - 40 m²/g

• Bentonit - 1300-1390 m²/g

Ad.15) co to jest konsolidacja i gdzie występuje

• Wypieranie wody błonkowej pod wpływem obciążeń. Proces zmniejszania się zawartości wody i objętości porów w gruncie.

• Występuje w gruntach spoistych ( ściśliwych)

• Proces równoczesnego zmniejszenia się zawartości wody i objętości porów w gruncie po zaistnieniu przyrostu naprężeń, po zakończeniu konsolidacji ciśnienie w wodzie równe jest obciążeniu gruntu. W gruntach ściśliwych a małej wodoprzepuszczalności konsolidacja przebiega powoli

Ad.16) warunki prawidłowego zasypywania wykopów

• Stosować grunt sypki o odpowiednim uziarnieniu

• Zagęszczanie warstwami o grubości 0.2-0.3m w zależności od sprzętu

• Wilgotność zbliżono do optymalnej

• Temperatura dodatnia

• Kontrola zagęszczenia

• Zagęszczać możliwie szybko po zakończeniu robót, tak aby warunki atmosferyczne nie doprowadziły do pogarszania się własności gruntów

Ad.17) wymień rodzaje gruntów spoistych i niespoistych, podaj orientacyjne wartości γ_o, ϕ

• Grunty niespoiste:

- piasek, żwir γ_o = 20 kN/m ³, ϕ = 35^o

• Grunty mało spoiste

- piasek gliniasty γ_o = 20 kN/m ³, ϕ = 30^o

• Grunty spoiste

- glina piaszczysta γ_o = 20 kN/m ³, ϕ = 25^o

• Grunty bardzo spoiste

- gliny, iły γ_o = 20 kN/m ³, ϕ = 20^o

Ad.18) wymień frakcje uziarnienia gruntu

• Kamienista >40mm (ziarna)

• Żwirowa 40-2mm(ziarna)

• Piaskowa 2-0.05mm(ziarna)

• Pyłowa 0.05-0.002mm(cząsteczki)

• Iłowa <0.002mm(2.0μ) do ok. 0.001μ (cząsteczki)

Ad.19) które z gruntów są nie przepuszczalne dla wody i dlaczego?

• Gliny i iły

• Jeżeli cząsteczka ma bardzo małe wymiary ( poniżej 0.5μ) to grubość warstewki wody związanej może je przekroczyć i całkowicie wypełnić wszystkie wolne przestrzenie między cząstkami

• Wodoprzepuszczalność - zdolność gruntu do przepuszczalności wody siecią kanalików utworzonych z jego porów, opór jaki stawia grunt wodzie zależy od

• uziarnienia gruntu

• porowatości gruntu

• składu mineralnego szkieletu gruntowego

• temperatury wody

Ad.20) wytrzymałość gruntu na ścinanie - jak ją wyznaczyć?

• Wytrzymałość gruntu na ścinanie to opór, jaki stawia grunt naprężeniom stycznym w rozpatrywanym punkcie ośrodka

• Przyjmowany jest jako opór łączny składający się z oporu właściwego tarcia wewnętrznego (należy wyznaczyć kąt tarcia wewnętrznego) i z oporu spójności właściwej ( spójności gruntu- aparat bezpośredniego ścinania)

Ad.21) wyznaczenie kąta tarcia wewnętrznego φ

Ad.22)wyznaczanie spójności gruntu ( w jakich jednostkach ją mierzymy)

• Spójność właściwa gruntu - wewnątrzstrukturalne ciśnienie wynikające z sił wzajemnego przyciągania się cząstek gruntowych, zrównoważonego przez reakcję sił odpychających

• Jednostka: kN/m²

Ad.23) zjawisko kurzawki i sufozji. Przyczyny i warunki postępowania, możliwość

Zapobiegania.

• KURZAWKA :

• definicja: unoszenie się ziaren gruntów drobnoziarnistych w nawodnionej

warstwie gruntu pod wpływem ciśnienia spływowego. Zachodzi w pyłach i

piaskach drobnoziarnistych. Aby wystąpiła kurzawka wszystkie ziarna w

nawodnionej warstwie gruntu muszę spełniać nierówność :

G < W + p_s (G-ciężar wł. , W-siła wyporu, p_s -siła ciśnienia spływowego)

• przyczyny: Jest częsta przy występowaniu w gruncie pyłów, ponieważ

ciśnienie spływowe dla wody płynącej kanalikami między ziarnami zwiększa

się im mniejsze są kanaliki. Może to spowodować podnoszenie gruntu do

góry i w wyniku tego ostatecznie zawalenie ściany.

• występowanie: w gruntach tj. piasek pylasty i pył, wtedy kiedy pompowanie wody zachodzi wprost z wykopu

• zapobieganie: -przerwanie pompowania wody wprost z wykopu

-zalanie wykopu wodą

-zmiana metody odwadniania

• SUFOZJA :

• definicja: część ziaren w nawodnionej warstwie gruntu muszą spełniać

powyższy warunek

• przyczyny: usuwanie materiału skalnego pod powierzchnią ziemi w skutek działania wody, powodując tworzenie się podziemnych kanałów zagłębień bezodpływowych

• występowanie: w gruntach sypkich drobnoziarnistych takich jak pyły i piasek drobny, gdy przez ich warstwie płynie woda od dołu do góry. Warunki takie powstają zwykle w wykopach, których dno znajduję się poniżej poziomu wody gruntowej

Ad.24) wilgotność optymalna, definicja i metody wyznaczania

• wilgotność, przy której gęstość objętościowa szkieletu gruntowego przyjmuje wartość maksymalną

• Wilgotność optymalną określa się wykreślnie, metodą Proctora, metodą zmodyfikowaną ( AASHO )

Ad.25) dopuszczalne nachylenie skarpy z gruntu sypkiego

• Dopuszczalne nachylenie skarpy liczone ze wzoru : tgβ = tgφ / F

Gdzie : φ-kąt tarcia wewnętrznego, β-kąt nachylenia skarpy, F-wsp.pewności

Ad.26) sprawdzenie stateczności skarpy z gruntu sypkiego i spoistego

• Grunty sypkie:

• maksymalny kąt nachylenia zbocza nie powinien przekraczać kata tarcia

wewnętrznego

• tgβ_max = tgφ

• Grunty spoiste:

• powierzchnie poślizgu w gruntach jednorodnych są krzywoliniowe

• dla powierzchni poślizgu ustala się zsuwające wydzieloną bryłę i siły przeciwdziałające temu oraz określa się współczynnik pewności F jako stosunek sił utrzymujących do zsuwających

• poszukuje się powierzchni poślizgu o najmniejszym współczynniku pewności F_min

• sprawdza się czy F_min > F_dop

• gdy wzdłuż najniebezpieczniejszej powierzchni poślizgu F_min =1, można przyjąć, że rozpatrywana skarpa jest w stanie równowagi granicznej

Ad.27) Metoda Falleniusa - do czego służy, idea, założenia

• Metoda : służy do analizy stateczności (bezpieczeństwa) skarp z gruntu spoistego jednorodnego lub niejednorodnego

• Idea : to poszukiwanie powierzchni poślizgu, dla której współczynnik bezpieczeństwa skarpy przyjmuje wartość minimalną

• Założenia :

• potencjalna powierzchnia poślizgu jest walcowa

• podział na takie bloki, aby szerokość ich podstawy nie była większa niż 1/10 klina odłamu i aby znajdowały się w jednorodnym gruncie

• jako siły czynne ( zsuwające) przyjmuje się : ciężar własny gruntu, cisnienie spływowe, obciążenie naziomu

• jako siły bierne ( utrzymujące) przyjmuje się siły tarcia, opór spójności oraz opór ewentualnych elementów zabezpieczających

• płaski stan naprężeń i odkształceń

• obowiązuje hipoteza Coulomba-Mhra: τ=σ tgφ + c

• niezależność φ, c od czasu

• powolny przebieg przesuwu (pomijanie sił bezwładności)

• występowanie przemieszczeń jednocześnie wzdłuż całej pow. Poślizgu

Ad.28) ścianki szczelne-materiały, technologia wykonania, zastosowania

• materiały : bale drewniane, żelbetowe, metalowe

• technologia:

• grubość bali dobieramy w zależności od głębokości wykopu

• dolny koniec musi być ścięty ukośnie

• bale łączy się na wpust prostokątny, trapezowy lub trójkątny

• deskowanie ścianki szczelnej rozpoczyna sięod wbicia na niepełną głębokość

• w palach niemarkowych wykonuje się wpusty podłużne, w które wchodzą wpusty bali

• w gruncie układa się ramę z kleszczy i wiąże się ją mocno z palami kierunkowymi i narożnymi

• dociskamy klinami bale do siebie

• zastosowanie :

• całkowite odcięcie dopływu wód gruntowych do wykopu z pozostawieniem ścianki w wykopie w celu zastąpienia drenażu pionowego i poziomego

• zmniejszenie dopływu wód gruntowych do wykopu dla umożliwienia wykonania stabilizacji podłoża, ułożenia drenażu poziomego, ułożenia przewodu zastępując drenaż poziomy

• rozparcie ścian wykopu w gruntach nawodnionych o głębokości powyżej 6m i szerokości wykopu w dnie powyżej 2m

• zabezpieczenie budowli w zasięgu klina odłamu z pozostawieniem ścianki w wykopie.

Ad.30) co to jest tiksotropia i gdzie występuje?

• Tiksotropia - zmiana konsystencji niektórych gruntów spoistych pod wpływem bodźców dynamicznych. W efekcie tracą cechy przypisywane ciałom stałym (żele) a nabierają cech charakterystyczne dla cieczy (zole)

• Występuje w niektórych gruntach spoistych ( iły)

Ad.31) co to jest bentonit

• BENTONIT- należy do kopalin ilastych o budowie drobnokrystalicznej i warstwowej, cechą charakterystyczną jest hydrofilność

• Zastosowanie: odlewnictwo, wiertnictwo, chemia budowlana, hydroizolacja. Przemysł paszowy, ochrona środowiska, budownictwo, farby, lakiery, przemysł spożywczy, tworzywa sztuczne

• Rodzaje: bentonit sodowy, bentony, bentonit wapiniowy

Ad.32) rodzaje parcia gruntu na budowlę w nim zagłębione i warunki konieczne do ich

Wystąpienia

• Parcie czynne - przemieszczenie budowli zgodnie z kierunkiem parcia

• Parcie bierne ( odpór) - przemieszczenie budowli przeciwnie do kierunku parcia

• Parcie geostatyczne - przemieszczenia nie występują

Ad.33) co to jest klin odłamu. Narysuj klin odłamu dla wszystkich rodzajów pacia gruntu

• Klin odłamu - bryła gruntu, w obrębie której występują przemieszczenia elementu szkieletu. Wielkości tych przemieszczeń zmniejszają się wraz z odległością od przemieszczającej się budowli

Ad.35) co to jest stan błonowy, podaj warunki konieczne do jego wystąpienia

• Stan w którym jedynymi siłami wewnętrznymi są siły osiowe

• Warunki:

• funkcje opisujące powierzchnię środkową i jej krzywiznę muszą być ciągłe

• grubość powłoki nie może zmieniać się skokowo

• obciążenia działające na powłokę muszą być ciągłe i kołowo symetryczne

• siły brzegowe powinny być skierowane stycznie do powierzchni środkowej powłoki, a podpory nie mogą stawiać zbyt dużego oporu odkształceniom powłoki ( swoboda obrotu i przesuwu)

Ad.37) możliwość zapobiegania wyporowi zbiorników posadowionych poniżej wody

Gruntowej

• pogrubienie płyty dennej

• płyta denna z odsadzkami

• zakotwienie płyty dennej

• obniżenie poziomu wody gruntowej

Ad.39) zbiorniki sprężone: idea,2-podstawowe metody sprężania, zalety, zastosowanie

• Idea: „eliminacja naprężeń rozciągających”

• Metody: sprężanie odcinkowe, sprężanie przez nawijanie naciągniętej struny

• Zalety:

• pełne wykorzystanie przekroju

• eliminacja naprężeń rozciągających

• dobra wodoszczelność zbiornika

• zwiększenie trwałości zbiornika

• zmniejszenie zużycia betonu i stali

• możliwość stosowania stali i betonów wysokich klas

• możliwość prefabrykacji zbiorników

• możliwość budowy zbiorników (prefabrykowanych) w temp. ujemnych

• Zastosowanie :

• zbiorniki prefabrykowane

• zbiorniki monolitycznie wysokie

Ad.40) Dylatacje konstrukcyjne - cel stosowania, przykładowe rozwiązanie

• Celem dylatacji konstrukcyjnych jest zmniejszenie w betonie naprężeń rozciągających wywołanych skurczem

Ad.41) dylatacje stałe - cel stosowania, przykładowe rozwiązanie

• Celem dylatacji stałych jest redukcja koncentracji naprężeń rozciągających w betonie wywołanych czynnikami:

• nierównomierność osiadań

• różnica temperatur

• resztkowy skurcz

Ad.44) tunele zbiorcze - idea, zalety i wady, rozwiązania konstrukcyjne

• Zalety :

• możliwość łatwej lokalizacji awarii

• możliwość szybkiej naprawy uszkodzenia

• brak zagrożenia uszkodzenia elementów infrastruktury podziemnej podczas prowadzenia napraw

• brak problemów z lokalizacją sieci

• mniejsze koszty izolacji

• ograniczenie zagrożenia agresywnością środowiska

• małe obciążenia zewnętrzne działające na przewody

• małe koszty eksploatacyjne

• duża trwałość przewodów

• łatwość rozbudowy sieci

• zajęcie wąskiego pasa terenu

• Wady:

• duże koszty inwestycyjne

• problemy własnościowe

Ad.45) materiały konstrukcyjne do bud przewodów wod-kan

• Przewody kanalizacyjne:

• cegła kanałowa lub klinkierowa, -beton i żelbet,

• kamionka, - azbestocement

• żeliwo ( + wykładzina), - stal ( +wykładzina)

• beton polimerowy

• PCV, - PE HD, - PP ( polipropylen)

• Materiały kompozytowe

• Przewody wodociągowe:

• żeliwo szare, - żeliwo sferoidalne

• stal, - azbestocement, - żelbet

• PP, - PE, - PCV

• Żywice poliestrowe

1. Zasady projektowania betonów hydraulicznych

2. Warunki wykonywania betonu dobrej jakości

3. Wyjaśnić ideę konstrukcji żelbetowych

4. Rodzaje zapraw i ich zastosowanie

5. Różnica pomiędzy betonem, a zaprawą cementową

6. Zjawiska reologiczne wymień je i podaj ich wspólną cechę

7. Wady i zalety konstrukcji stalowych i żelbetowych

8. Wyjaśnić ideę konstrukcji sprężonych

9. Wyjaśnić pojęcia: nośność i wytrzymałość

12. Ciężar właściwy i objętościowy gruntu. Podaj definicje i napisz który z nich jest większy

13. Podaj różnice w budowie gruntów spoistych i niespoistych

14. Co to jest powierzchnia właściwa (wartość dla piasku i bentonitu)

15. Co to jest konsolidacja i gdzie występuje

16. Warunki prawidłowego zasypywania wykopów

17. Wymień rodzaje gruntów spoistych i niespoistych podaj orientacyjne wartości γ₀ oraz ϕ

18. Wymień frakcje uziarnienia gruntów

19. Które z gruntów są nieprzepuszczalne dla wody i dlacze (graniczny wymiar cząstki)

20. Wytrzymałość gruntu na ścinanie -jak ją wyznaczyć

21. Wyznaczanie kąta tarcia wewnętrznego

22. Wyznaczanie spójności gruntu (w jakich jednostkach ją mierzymy)

23. Zjawisko kurzawki i sufozji. Przyczyny i warunki występowania, możliwość zapobiegania

24. Wilgotność optymalna; definicja i metoda wyznaczania

25. Dopuszczalne nachylenie skarpy z gruntu sypkiego

26. Sprawdzanie stateczności skarpy z gruntu sypkiego i spoistego

27. Metoda Falleniusa - do czego służy, idea, założenia

28. Ścianki szczelne - materiały, technologia wykonania, zastosowanie

29. Ścianki szczelinowe technologia wykonania i zastosowanie

30. Co to jest tiksotropia i gdzie występuje

31. Co to jest bentonit

32. Rodzaje parcia gruntu na budowle w nim zagłębione, warunki koniecz. do ich wystąpienia

33.Co to jest klin odłamu. Narysuj klin odłamu dla wszystkich rodzajów parcia gruntu

35. Co to jest stan błonowy, podaj warunki konieczne do jego wystąpienia

37. Możliwości zapobiegania wyporowi zbiorników posadowionych poniżej wody gruntowej

39. Zbiorniki sprężone : idea, dwie podstawowe metody sprężania, zalety, zastosowanie

40. Dylatacje konstrukcyjne - cel stosowania, przykładowe rozwiązanie

41. Dylatacje stałe - cel stosowania, przykładowe rozwiązanie

44. Tunele zbiorcze - idea, zalety i wady, rozwiązania konstrukcyjne

45. Materiały konstrukcyjne do budowy przewodów wod-kan

---