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 (Tmin=5oC)
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. . γs=ρsg ,
Gdzie:ρs-gęstość gruntu[ T/m3 ] γs-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 γo, ϕ
Grunty niespoiste:
- piasek, żwir γo = 20 kN/m 3, ϕ = 35o
Grunty mało spoiste
- piasek gliniasty γo = 20 kN/m 3, ϕ = 30o
Grunty spoiste
- glina piaszczysta γo = 20 kN/m 3, ϕ = 25o
Grunty bardzo spoiste
- gliny, iły γo = 20 kN/m 3, ϕ = 20o
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 + ps (G-ciężar wł. , W-siła wyporu, ps -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
tgβmax = 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 Fmin
sprawdza się czy Fmin > Fdop
gdy wzdłuż najniebezpieczniejszej powierzchni poślizgu Fmin =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