1.) Przedstaw znane ci zjawiska fizyko-chemiczne w gruntach i ich znaczenie dla zagadnień geotechnicznych. Wietrzenie fizyczne – wywołane wahaniami temp. Rozsadzaniem porów skalnych przez zamarzającą wodę itp. Wietrzenie chemiczne – wywołane zmianą składu chemicznego skały przy pomocy takich czynników jak woda czy powietrze. Wietrzenie organiczne – wywołane przez organizmy żywe zarówno pod względem mechanicznym (korzenie drzew) jak i zmianami w składzie chemicznym skał (związki agresywne wytwarzane przez rośliny i zwierzęta) Triksotropia – jest to przemiana żelu (ciało stałe) w zol (ciało płynne) i odwrotnie pod wpływem działania czynników mechanicznych takich jak wstrząsy, mieszanie, wymuszanie płynięcia itp. Właściwości triksotropowe posiadają grunty o uziarnieniu mniejszym niż Zjawisko to w gruntoznawstwie jest bardzo szkodliwe. Często występuje w sąsiedztwie maszyn wytwarzających duże wibracje, może powodować ich zapadnięcie. Triksotropia wykorzystywana jest w budownictwie np. do wykonywania przesłon gruntowych, pomaga w uszczelnianiu gruntu. Gdy czynniki wywołujące przemianę żelu w zol ustaną następuje reakcja odwrotna, w tedy grunt sie wzmacnia. Elektroforeza – elektroforeza jest to zjawisko wykorzystujący przepływ elektroosmotyczny. Polega on na tym że drobne cząstki gruntu które posiadają jakiś ładunek wykazują zdolność przemieszczania się w kierunku elektrody o przeciwnym znaku. Zjawisko to jest wykorzystywane do osuszania gruntów, wzmacniania ich lub uszczelniania. 2.) Co to jest kategoria geotechniczna, co należy uwzględnić przy jej ustalaniu. Zakwalifikuj znane ci obiekty do danej kategorii. Kategoria geotechniczna jest to stopień zagrożenia bezpieczeństwa obiektu wynikająca z: -stopień złożoności warunków gruntowych (proste, mało skomplikowane, z łożone) -wielkość budowli -rozkład i sposób przekazywania obciążeń na podłoże -możliwość występowania różnic osiadań -oddziaływanie podłoża na budowlę (zależy od sztywności konstrukcji i podatności podłoża) -oddziaływanie środowiska na budowlę -podatność podłoża na odsłonięcie K1 - obejmuje niewielkie obiekty budowlane o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym, w prostych warunkach gruntowych, dla których wystarcza jakościowe określenie właściwości gruntów, takie jak: -1- lub 2 - kondygnacyjne budynki mieszkalne i gospodarcze, -ściany oporowe i rozparcia wykopów, jeżeli różnica poziomów nie przekracza , -wykopy do głębokości i nasypy do wysokości wykonywane zwłaszcza przy budowie dróg, pracach drenażowych oraz układaniu rurociągów. K2 - obejmuje obiekty budowlane w prostych i złożonych warunkach gruntowych, wymagające ilościowej oceny danych geotechnicznych i ich analizy, takie jak: -fundamenty bezpośrednie lub głębokie, -ściany oporowe lub inne konstrukcje oporowe, utrzymujące grunt albo wodę jak w K1 -wykopy, nasypy jak w K1, budowle ziemne -przyczółki i filary mostowe oraz nabrzeża -kotwy gruntowe i inne systemy kotwiące -nietypowe obiekty budowlane niezależnie od stopnia warunkach gruntowych -obiekty zabytkowe i monumentalne 3.)Jak w warunkach laboratoryjnych (przy użyciu sprzętu badawczego) jak określa się rodzaj (nazwę) a jak stan gruntu niespoistego. Nazwę gruntu niespoistego określa się na podstawie przeanalizowania wykresu z analizy sitowej (rzecz jasna zanim taką analizę wykonałem makroskopowo ustaliłem że jest to grunt niespoisty). Zestaw sit 0,063; 0,1; 0,25; 0,5; 2 [mm] Stan gruntu niespoistego natomiast ustala się na postawie wyliczonego stopnia zagęszczenia: ID <= 0,33 luźny , 0,33 < ID <= 0,67 lekko zagęszczony, 0,67 < ID <= 0,8 zagęszczony, 0,8< ID bardzo zagęszczony. Ustala sie go na podstawie badania zagęszczenia gruntu w tłoku o średnicy wew. . Najpierw ważymy cylinder „ mt ”, następnie wsypujemy przez lejek grunt do cylindra tak aby nie spadał z góry, po nasypaniu gruntu ścinamy nożem jego nadmiar i wycieramy brzegi. Następnie ważymy i notujemy masę jako „ mmt ”. Tak przygotowaną próbkę przykrywamy tłokiem i przy pomocy widełek zagęszczamy. Trwa to tak długo aż tłok nie przestanie opadać. Mierzymy różnicę wysokości ∆h. Następnie wyliczamy ∆V oraz Vc i dalej ze wzorów: emax=(ρs/ ρdmin )-1 ;emin=(ρs/ ρdmax )-1; ρdmin=( ρmin /1+w*0.01); ρdmax=( ρmax /1+w*0.01); ρmin= (mmt - mt )/ Vc; ρmax= (mmt - mt )/ (Vc- ∆V) ID=(emax-e)/(emax- emin) 4.)Jak w warunkach laboratoryjnych (przy użyciu sprzętu badawczego) jak określa się rodzaj (nazwę) a jak stan gruntu spoistego. Na podstawie analizy sitowej sporządzamy wykres uziarnienia gruntu. Po jego przeanalizowaniu ustalamy zawartości procentowe fi, fΠ i fp. Na podstawie trójkąta Fereta ustalamy nazwę gruntu. Stan gruntu spoistego określam na podstawie stopnia plastyczności IL i wilgotności gruntu „w” w stosunku do granic konsystencji. Aby to wykonać należy oznaczyć wilgotność naturalną gruntu, granice plastyczności, płynności metodą Casagrande'a lub Wasiliewa oraz granicę skurczalności. IL=wn-wp/wL-wp 5.)Zdefiniuj pojęcia porowatości, wskaźnika porowatości oraz stopnia zagęszczenia gruntu. Podaj znane ci zależności pozwalające obliczyć te cechy. Porowatość gruntu „η” - jest to stosunek objętości porów próbki „Vp” do jej całkowitej objętości „V”. η= Vp /V ; η= 1-( ρd/ρs); η = e/(1+ e) ρd- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρs- gęstość właściwa szkieletu gruntowego Wskaźnik porowatości „e” - jest to stosunek objętości porów do objętości szkieletu gruntowego. e = Vp / Vs ; e = (V- Vs) / Vs ; e = (V*ρs- Vs* ρs )/ Vs* ρs e = η/(1+ η) Stopień zagęszczenia gruntu - ID <= 0,33 luźny , 0,33 < ID <= 0,67 lekko zagęszczony, 0,67 < ID <= 0,8 zagęszczony, 0,8< ID bardzo zagęszczony. emax=(ρs/ ρdmin )-1 ;emin=(ρs/ ρdmax )-1; ρdmin=( ρmin /1+w*0.01); ρdmax=( ρmax /1+w*0.01); ρmin= (mmt - mt )/ Vc; ρmax= (mmt - mt )/ (Vc- ∆V) ID=(emax-e)/(emax- emin)	6.)Zdefiniuj znane Ci gęstości opisujące grunt. Uszereguj je w sposób malejący, podaj zależności pozwalające obliczyć te cechy. ρs- gęstość właściwa szkieletu gruntowego – jest to stosunek masy szkieletu gruntowego ms do objętości tego szkieletu Vs. [g/cm^3] ρs= ms/Vs Vs= V-Vp Vs=(mwt + ms + mwg)/ρw ρ- gęstość objętościowa gruntu jest to iloraz masy gruntu w stanie naturalnym (sondy NNS) do jego objętości. ρ= mm/V ρd- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego jest to stosunek masy szkieletu gruntowego do objętości całkowitej próbki ρd= ms/V ; ρd= 100*ρ/(100+w) 7.)Przedstaw na wykresach zależności rejestrowane w badaniach edometrycznych. Zdefiniuj w oparciu o wykres ściśliwości edometryczne moduły ściśliwości gruntu. Powyższy wykres ilustruje zjawisko ściśliwości pierwotnej dla próbki gruntu, jej odprężenia (po odciążeniu) i ściśliwości wtórnej (przy ponownym obciążeniu w tym samym zakresie). Wartość modułu ściśliwości pierwotnej określamy z krzywej ściśliwości pierwotnej z wzoru, który przyjmuje się według prawa Hooke'a z zastrzeżeniem, że stosuje się go dla niedużych zakresów obciążeń: M0=∆σ/ε w którym: M0 - moduł ściśliwości pierwotnej [kPa, MPa], ∆σ - przyrost obciążenia jednostkowego próbki [kPa, MPa], ε- odkształcenie względne próbki, Moduł ściśliwości wtórnej (M) oblicza się w analogiczny sposób przyjmując wartości odkształceń z krzywej ściśliwości wtórnej. Proces zmiany objętości gruntu w czasie, zachodzący w wyniku wypływania wody z porów pod wpływem przyłożonego obciążenia nazywamy konsolidacją. Czas trwania konsolidacji zależy głównie od przepuszczalności gruntu. Grunty o niskiej przepuszczalności (np. grunty spoiste) wymagają dłuższego czasu na zakończenie konsolidacji. Dlatego grunty te osiadają znacznie wolniej niż grunty niespoiste, i, co za tym idzie, proces ten trwa znacznie dłużej. Proces ten ilustruje krzywa konsolidacji. Krzywe konsolidacji sporządza się dla wszystkich stopni obciążeń. Sporządzenie krzywej konsolidacji pozwala nam uchwycić moment stabilizacji osiadań, co warunkuje przyłożenie następnego stopnia obciążenia. 8.)Omów rodzaje wód występujących w gruncie. Woda wsiąkowa – Jest to woda z opadów atmosferycznych przedzierająca się przez strefę aeracji do strefy saturacji. Jej ilość zależy od częstości opadów i przepuszczalności gruntów. Woda przypowierzchniowa- woda podziemna, występująca blisko powierzchni terenu, jest zależna od zmian atmosferycznych, występuje w dolinach rzek w starorzeczach, sąsiedztwach jezior stawów. Jest ona narażona na zanieczyszczenia. Woda gruntowa, właściwa- woda występująca na większej głębokości i znacznym obszarze. Oddzielona jest od powierzchni terenu strefą aeracji. Woda wgłębna naporowa- oddzielona od powierzchni terenu warstwami nieprzepuszczalnymi, zasilana przez wody opadowe i powierzchniowe. Na głębokości występowania wpływa na miąższość i przepuszczalność stref aeracji oraz przepuszczalność terenu. Charakteryzuje się tzw napiętym zwierciadłem chodzi o to że napiera na spodnią część warstwy nieprzepuszczalnej pod którą się znajduje i przesiąka Woda głębinowa- występuje na znacznych głębokościach. Jest odcięta całkowicie od wpływów czynników zewnętrznych, przeważnie jest to pozostałość wód morskich z dawnych okresów geologicznych. Woda ta nie ma wpływu na projektowanie budynków. 9.)Jak obecność wody wpływa na ciężar objętościowy gruntu a jak na naprężenia w gruncie. Gęstość średnia gruntów gdy mamy do czynienia z całkowitym wypełnieniem porów wodą zmniejsza się. Tak samo przyrost naprężeń. ρsr=ρd + ρw* η - - > gęstość gruntu nad zwierciadłem wody ρsr=(1-η)*ρs + ρw* η - - > gęstość gruntu pod zwierciadłem wody σzg=Σρsr*g*hi Jednak że w przypadku wyznaczania naprężeń całkowitych uwzględniamy gęstość z nad powierzchni zwierciadła wody gruntowej czyli w zasadzie nic sie nie zmienia. 10.)Omów zjawisko filtracji w gruncie. Filtracja to zdolność przepuszczania wody przez kanaliki utworzone z porów gruntu. Zależy ona od: uziarnienia gruntu, struktury i porowatości gruntu, temperatury przepływającej wody. 11.)Zdefiniuj pojęcie ciśnienia spływowego oraz jego wpływ na ciężar objętościowy gruntu. Przy ruchu wody w gruncie powstaje opór tarcia wody o cząsteczki gruntu. Na pokonanie tego oporu musi być zużyta hydrauliczna różnica ciśnień działających przy powierzchni gruntu i przy zwierciadle wody gruntowej (punkt docelowy). Siły ciśnienia działające na cząsteczki gruntowe w jednostce objętości nazywamy ciśnieniem spływowym. j=i*γf [KN/m^3] W przypadku przepływu wody przez grunt należy przy obliczeniu efektywnego ciężaru objętościowego gruntu γ'' uwzględnić przepływ ciśnienia spływowego. γ''=γ' + - jv jv- pionowa składowa ciśnienia spływowego 12.)Zdefiniuj pojęcie krytycznego spadku hydraulicznego. Omów zjawiska w podłożu gruntowym towarzyszące temu zagadnieniu. Kurzawka – jest to drobnoziarnisty luźny osad, np. piasek lub muł wymieszany z wodą, o konsystencji galarety, słabo związany z gruntem. Podczas prowadzenie robót górniczych kurzawka zachowuje się jak gęsta ciecz. Kurzawkę zwalcza się zamrażając grunt lub drenując. Spowodowana jest zaistnieniem krytycznego spadku hydraulicznego i niewystępowaniem naprężeń efektywnych w gruncie. Wyróżnia się kurzawki: * właściwe, pylaste, które nie maja tendencji do oddawania wody * piaszczyste, w których przy zmniejszaniu się prędkości przepływu wody następuje oddzielenie ziarn od wody i stopniowe ich osadzanie.	Wypieranie gruntu- to zjawisko polega na przesunięciu pewnej określonej ilości gruntu. Wyparta masa powiększa swą objętość i porowatość. Zjawisko to może występować nie tylko ku górze ale również w poziomie, w pobliżu budowli piętrzących wodę. Przebicie hydrauliczne- to zjawisko tworzenia się kanałów lub przewodów w masie gruntowej, wypełnionego gruntem o naruszonej strukturze. Występuje to zjawisko przeważnie w gruntach mało spoistych podścielonych gruntami przepuszczalnymi. Sufozja- zjawisko geologiczne polegające na mechanicznym wypłukiwaniu ziaren (cząstek minerałów) z osadu przez wody podziemne wsiąkające w skałę lub glebę. 13.)Omów sposoby zabezpieczania gruntów przed szkodliwym działaniem filtracji. Na czym polega działanie filtra odwrotnego. a.) sposoby zabezpieczeń zmniejszających spadek hydraulicznym (wydłużenie drogi filtracji) b.) konstrukcje gruntowe zwane filtrami odwrotnymi. V=k1*i1= k2*i2= k3*i3 ; k1< k2< k3 ; i1> i2> i3 14.)Przedstaw stan graniczny naprężenia w gruntach niespoistych i spoistych w oparciu o konstrukcję Mohra. Podaj zależności za pomocą naprężeń głównych σ1 i σ3. Naprężenie jest to graniczna wartość stosunku siły działającej na nieskończenie mały element pola przekroju ciała do wymiaru tego pola: Znając wartość i kierunek składowych naprężenia σ1 i σ3, można wyznaczyć naprężenia normalne i styczne w dowolnym kierunku, stosując następujące związki: 15.)Przedstaw za pomocą ścieżek naprężenia warunek graniczny Columba-Mohra. Opisz zależności między parametrami rzeczywistymi a zmodyfikowanymi. Ścieżka naprężenia to linia prosta lub krzywa powstała w wyniku połączenia szeregu punktów stanu naprężenia naniesionych na wykres, przedstawia ciągłość kolejnych stanów naprężenia. Przykład ścieżek naprężeń: a) początkowo σv = σh, ; b) początkowo σv > σh > 0 ; c) początkowo σv = σh = 0. 16.)Omów metody wyznaczania wytrzymałości gruntu na ściskanie. Podaj interpretację graficzną bezpośredniego ścinania dla gruntów niespoistych i spoistych. Wytrzymałością gruntu na ścinanie nazywany jest odniesiony do jednostki powierzchni granicznej opór opisywany naprężeniem stycznym jaki ośrodek gruntowy stawia siłom przesuwającym. Warunek granicznej wartości największego naprężenia stycznego można przedstawić wykreślnie jako obwiednię do kół Mohra podających stan naprężenia dla różnych wartości naprężeń głównych σ1, σ3 Najczęściej przyjmuje się zależność liniową między naprężeniem normalnym i stycznym zgodnie z warunkiem Coulomba
Badania laboratoryjną sondą stożkową wykorzystywane są do określania wytrzymałości gruntu na ścinanie bez odpływu. Badanie laboratoryjną sondą stożkową wykorzystywane jest również do określenia wrażliwości gruntu St, zdefiniowanej jako stosunek wytrzymałości na ścinanie gruntu o strukturze nienaruszonej do wytrzymałości na ścinanie gruntu o strukturze zniszczonej. Badania laboratoryjną sondą krzyżową służą do wyznaczania zależności na ścinanie bez odpływu. Wartość wytrzymałości na ścinanie τvf obliczana jest, przy założeniu powierzchni ścięcia o kształcie walca wyznaczanego wymiernymi krzyża sondy ze wzoru Równanie to uwzględnia założenie izotropii właściwości wytrzymałościowych badanego gruntu oraz jednorodności rozkładu naprężenia ścinającego wokół ścinanego walca gruntu. Badania prostego ścinania umożliwiają wyznaczanie wytrzymałości na ścinanie, przy wierniejszym modelowaniu stanów naprężenia w podłożu wywołanych obciążeniem. Badania trójosiowe dają możliwość wierniejszego odwzorowania stanu naprężenia.Badanie obejmuje: rekonsolidację próbki gruntu, konsolidację próbki, ścinanie próbki. 17.)Przedstaw interpretację badań trójosiowego ścinania gruntów niespoistych w zależności od przyjętej metody badawczej. Badania w aparacie trójosiowym przeprowadza się według jednego z trzech niżej podanych sposobów, różniących się odciążeniem i odwadnianiem próbki: 1.    Badania bez konsolidacji i odwadniania (UU); zawartość wody w próbce utrzymywana jest przez cały czas doświadczenia bez zmian. 2.   Badania z konsolidacją, bez odwadniania (CU); próbka konsolidowana jest dla celów praktycznych często przy obciążeniu izotropowym σ3, lecz w czasie obciążenia, któremu odpowiada różnica naprężeń σ1 – σ3, dążącego do zniszczenia próbki, odsączanie wody jest uniemożliwione. 3.    Badania z odwadnianiem (CD); próbkę konsoliduje się jak w badaniach typu CU, jednak po przyłożeniu obciążenia odpowiadającego różnicy naprężeń σ1 – σ3; odpływ wody jest nadal umożliwiony; wzrost naprężeń powinien być na tyle powolny, aby nie występowało ciśnienie wody w porach. 18.)Jaki wpływ ma zagęszczenie piasków a jaki konsolidacja gruntów spoistych na przebieg ścinania tych gruntów. 19.)Wyjaśnij różnicę między edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej Moa modułem odkształcenia pierwotnego Eo. Uzasadnij, który z nich jest mniejszy. Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej: Moduł pierwotnego odkształcenia gruntu Eo jest to stosunek przyrostu efektywnego naprężenia normalnego Δσ’n do przyrostu całkowitego odkształcenia względnego Δε mierzonego w kierunku działania Δσ’n (jednoosiowy stan naprężeń): Różnicę pomiędzy modułem odkształcenia E i modułem edometrycznym. wyjaśnia zależność: Eo < Mo 20.) Omów sposób obliczania pionowych i poziomych naprężeń pierwotnych w gruncie. Wartość pionowej składowej naprężenia geostatycznego σγz wyznacza się ze wzoru: gdzie: ρ - gęstość objętościowa gruntu w każdej warstwie i hi - miąższość poszczególnych warstw i g - przyspieszenie ziemskie Wartość poziomej składowej naprężenia geostatycznego σγx oblicza się ze wzoru: gdzie: K0 - współczynnik parcia bocznego w spoczynku, σγz - pionowa składowa naprężenia pierwotnego. 21.) Podaj założenia i sposób obliczania naprężeń w gruncie od siły skupionej. Przedstaw na wykresach kształtowanie się tych naprężeń w podłożu na różnych głębokościach i w różnej odległości od osi działania siły. Rozkład naprężenia w gruncie od pionowej siły skupionej: Naprężenie wzbudzone siłą skupioną. Naprężenie radialne w punkcie M o współrzędnych R, β równa się: Naprężenie pionowe normalne σz w tym samym punkcie wynosi: Podstawiając , otrzymuje się oraz Uzyskuje się naprężenia radialne σR równe i naprężenie pionowe normalne σz (w układzie współrzędnych walcowych po podstawieniu wartości k i R2 = z2 + r2)	22.)Omów sposób kształtowania się naprężeń w gruncie pod sztywnym fundamentem kołowym. Rozkład naprężenia pionowego w poziomie posadowienia absolutnie sztywnego fundamentu a) w początkowym okresie obciążenia, b) przy obciążeniu granicznym. Teoretyczny rozkład naprężenia w poziomie posadowienia wyznacza się ze wzoru 23.)Omów na wykresach i wzorach etapy kształtowania się naprężeń pod fundamentem bezpośrednim. Opisz składowe stanu naprężenia na danej głębokości”z”. Naprężenia pionowe na głębokości z (poniżej poziomu posadowienia) wyznacza się jako naprężenia średnie (całkowe) w obrębie prostokąta znajdującego się pod obszarem obciążanym wg wzoru: 24.)Omów fazy współpracy fundamentu z podłożem na podstawie wykresu obciążenie-osiadanie. Obciążenie od nasypu można podzielić na:  -równomierne; - pasmowe ; -pasmowe trójkątne. Naprężenie w dowolnym punkcie podłoża jest równe sumie naprężeń od obciążenia równomiernego pasmowego i obciążenia pasmowego w postaci dwóch prostokątnych trójkątów a mianowicie: Osiadanie fundamentu i odkształcanie podłoża w miarę wzrostu obciążenia: a) faza I-osiadanie proporcjonalne do nacisku; b)faza II -częściowe uplastycznienie się gruntu pod krawędziami fundamentu |τ|=τ f ; c) faza III – wypieranie gruntu spod fundamentu w miarę wzrostu nacisku; d)wykres przyrostu osiadania fundamentu. 25.)Omów kształtowanie się stref uplastycznienia gruntu pod fundamentem. W obszarze strefy uplastycznienia grunt znajduje się w stanie granicznym i nie może stawić oporu wzrastającym naprężeniom ścinającym. Pod względem właściwości mechanicznych grunt upodabnia się do cieczy lepkiej. 26.)Omów założenia i sposoby obliczania naprężeń krytycznych w podłożu gruntowym. Obciążenie którego przekroczenie powstaje w podłożu gruntowym poniżej krawędzi obciążenia powoduje powstanie stref uplastycznienia nazywa się obciążeniem krytycznym.Obciążenie Q w poziomie okna wykopu jest równomierne i ciągłe. Zagadnienia rozpatruje się jako zagadnienia płaskie. Naprężenia głowne wywołane obciążeniem qp=q-γ*D. Naprężenia są uzupełniane naprężeniami od ciężaru własnego gruntu.Współczynnki rozporu bocznego Ko=1. Wzór Manga : qkr=cMc+γD*D*Mq Wzór wg. Masłowa: qkr=cMc+γD*D*Mq+ γB*B*Mγ	27.)Przedstaw założenia Terzaghiego przy określeniu naprężeń granicznych. Podaj na wzorach zależności końcowe. Założenia Terzaghiego: -grunt jest jednorodny i całkowicie nasycony wodą; - szkielet gruntowy oraz woda są całkowicie nieściśliwe; - ruch wody odbywa się zgodnie z prawem Darcy; - współczynnik filtracji oraz moduł ściśliwości gruntu jest stały w ciągu całego procesu konsolidacji; - warstwa gruntu podlegająca konsolidacji posiada nieograniczoną rozciągliwość, przepływ wody odbywa się w kierunku prostopadłym do warstwy; - powodem powolnego przebiegu procesu konsolidacji jest wyłącznie mała wodoprzepuszczalność gruntu, a nie inne opory. Równianie konsolidacji jednoosiowej: cv=kMo/γw. Zależności końcowe: Tv=cvt/H^2 ; M=π/2 *(2m+1) 28.)Omów szczegółowo sposób obliczania osiadania gruntu metodą jednoosiowego stanu odkształcenia( metoda normowa) Założenia odkształceń jednoosiowych: - siadanie podłoża jest sumą osiadań poszczególnych warstw zawartych w bryle ściśliwej; - osiadanie poszczególnych warstw wyznacza się przyjmując, że naprężenia w nich są równomiernie rozłożone i są równe max. wartości naprężeń pod środkiem fundamentu; - odkształcenia poszczególnych warstw oblicza się modułami enometrycznymi ściśliwości pierwotnej i wtórnej, a więc uniemożliwiając boczną rozszerzalność gruntu. εx=^1/Eo[δx-ν(δz+ δy)] εy=^1/Eo[δy-ν(δx+ δz)] εz=^1/Eo[δz-ν(δx+ δy)] 29.)Przedstaw szczegółowo sposób obliczania osiadania podłoża metodą trójosiowego stanu odkształcenia. Obliczenia te przeprowadza się zakładając trójosiowy stan naprężenia i odkształcenia w każdej warstwie obciążonego podłoża. Przyjmuje się że rozkład naprężeń w podłożu warstwowym jest taki sam jak w podłożu jednorodnym a warstwy różnią się modułami odkształcenia Eo, za ośrodek gruntowy przyjmuje się półprzestrzeń sprężystą, izotropową i jednorodną a osiadanie oblicza się metodami znanymi z teorii sprężystości. dSz=εz*dz=^1/Eo[δz-ν(δx+ δy)]dz Sz=z∫^∞dSz= z∫^∞1/Eo[δz-ν(δx+ δy)]dz W miejsce δx; δz; δy podstawiamy wartości naprężeń wyliczonych wg wzoru Boussinesqa: Sz=Q(1- ν^2)/2πEo *[2/R +(1/1- ν) *z^2/R^3] Dla z=0 to Sz= Q(1- ν^2)/ πEoR 30.) Zdefiniuj pojęcie parcia, parcia spoczynkowego i odporu gruntu. Podaj zależności określające graniczne parcie i odporu gruntu. Podaj zależności określające graniczne parcie i odpór dla gruntów spoistych i niespoistych. Narysuj przykładowe wykresy tych działań. Parcie gruntu jest jedną z sił zew. Wyróżnianiu takich konstrukcji jak: mury i ściany oporowe, ścianki szczelne, ściany śluz, przyczółki mostowe i studnie. Działanie tej siły należy uwzględni przy projektowaniu budowli podziemnych, rurociągów, umocnień, wykopów. Parciem spoczynkowym nazywamy ciśnienie, które ośrodek gruntowy będący w stanie równowagi wywiera na ścianę oporową, przy jej zerowym przemieszczeniu. (Parcie to określa się wzorami definiującymi poziomą składową naprężenia mnożąc współczynnik parcia spoczynkowego przez pionową składową naprężenia) Odpór pośredni gruntu EII. Jest to reakcja podłoża gruntowego w przypadku, gdy konstrukcja lub jej element ulegnie przemieszczeniu w kierunku ośrodka gruntowego, nie przekraczającemu przemieszczenia powodującego wystąpienie odporu granicznego (parcia biernego). (Odpór pośredni może wystąpić w przypadku ścian oporowych, podpór mostów łukowych, masywnych nabrzeży łukowych itp.) Odpór graniczny (parcie bierne) gruntu Ep. Jest to reakcja podłoża gruntowego spowodowana przemieszczaniem konstrukcji lub jej elementu w kierunku gruntu, o wartości wystarczającej do osiągnięcia przez odpór wartości największej. (Odpór graniczny może występować w przypadku płyt lub innych elementów kotwiących, nośności podłoża fundamentowego, nabrzeży masywnych itp.) Parcie dla gruntów niespoistych: Parcie dla gruntów spoistych: 31.)Przedstaw założenia oraz wyprowadź zależności na parcie metodą równowagi granicznej klina odłamu dla gruntu niespoistego.(metoda Coulomba) Założenia: a) ściana muru jest pionowa, a naziom poziomy; b) grunt za murem jest niespoisty, jednorodny i izotropowy; c) miedzy ściana oporową a gruntem nie występuje tarcie, co powoduje, że kierunek siły parcia jest poziomy; d) poślizg gruntu następuje po płaszczyźnie nachylonej pod kątem ά do poziomu, przechodzącej przez dolną krawędź ściany muru oporowego; e) klin odłamu jest ciałem sztywnym i znajduje się w stanie równowagi granicznej; f) nachylenie płaszczyzny poślizgu wyznacza się z warunku ekstremum parcia gruntu. Charakterystyka sił działających na klin odłamu w sąsiedztwie ściany:
W stanie granicznym występuje równowaga pomiędzy ciężarem klina odłamu a siłą reakcji P pomiędzy gruntem i ścianą oraz siłą reakcji R na płaszczyźnie zsuwu klina odłamu. Zatem parcie czynne i bierne określają następujące zależności: 32.) Przedstaw założenia oraz wyprowadź zależności na odpór metodą równowagi granicznej klina odłamu dla gruntu niespoistego.(metoda Coulomba) 33.) Omów sposób wyznaczania parcia gruntu wg teorii stanów granicznych (metoda Rankine’a) Teoria Rankine’a opisuje stan naprężenia w gruncie w momencie osiągnięcia w nim stanu plastyczności. W przypadku ruchu ściany w kierunku od gruntu następuje zmniejszenie wartości składowej σx do wartości minimalnej w chwili osiągnięcia stanu granicznego zwanego czynnym. W stanie tym składowa pozioma σx jest mniejszą składową naprężenia głównego σ3 a składowa pionowa σz jest większą składową naprężenia głównego σ1. Φ - kąt tarcia wewnętrznego Gdzie: c – spójność Φ – kąt tarcia zewnętrznego 34.)Omów zależność sił parcia i oporu od przemieszczeń i odkształceń ściany oporowej. ΔX=0 – konstrukcja w równowadze z podłożem(parcie spoczynkowe); ΔX=-Xa – parcie graniczne; ΔX=Xp – odpór graniczny Xa=((δxH- δaH)*H*√Ka)/M Xp=((δpH- δxH)*H*√KG)/M Aby wystąpiło: parcie graniczne: Xa=^H/2000 – ^H/100 : odpór graniczny : Xp=^H/200 – ^H/100 35.) Zdefiniuj pojęcie osuwiska, zsuwu oraz spływu.Udowodnij pod jakim max. Kątem może być usypana skarpa z gruntu niespoistego. Osuwisko – odsunięcie gruntu wzdłuż krzywoliniowej powierzchni poślizgu. Zsów – odsunięcie się górnej warstwy zbocza prawie równolegle do płaszczyzny poślizgu. Spływ – płynięcie warstwy gruntowej bez określonej powierzchni poślizgu w postaci poruszających się z różnymi prędkościami poszczególnych elementów masy gruntowej. Sprawdzenie stateczności zboczy polega na policzeniu minimalnego wskaźnika bezpieczeństwa przy zastosowaniu określonej metody z uwzględnieniem geometrii warstw, przebiegu poślizgu oraz uwzględnienie parametrów wytrzymałości gruntu. Fmin>=Fdop Stateczność zboczy w gruntach niespoistych: T=N*tgΦ ; S=Wsinβ ; N=Wcosβ S=<T Wsinβ=<Wcosβ*tgΦ Tgβ=<tgΦ Β=<Φ 36.) Owów założenia metody Felleniusa obliczania stateczności skarp. Zdefiniuj w tej metodzie współczynnik pewności. Założenia : - powierzchnia poślizgu ma kształt walca; - siły oddziaływania między blachami są równoległe do podstawy blachy Wskażnik stateczności: F=Mu/Mo 37.) Omów sposób wyznaczania zbocza statecznego metodą Masłowa. Założenia: - metoda ta została opracowana na podstawie obserwacji osuwisk; - w wyniku naturalnych procesów osuwiskowych w gruntach spoistych tworzy się krzywoliniowy profil zbocza, który gwarantuje zachiwanie stanu równowagi, - nachylenie profilu zbocza jest ściśle związane z wytrzymałościa gruntu na ścinanie; - krzywizna profilu jest największa w górnych partiach skarpy i maleje prawie do zera w miarę oddalania się od naziomu, gdzie profil staje się prostoliniowy, nachylony do poziomy pod kątem tarcia wewnętrznego gruntu. Zgodnie z tą hipotezą kąt nachylenia skarpy w stanie granicznym w danym punkcie jej profilu określić można ze wzoru: tgά=tgψ=tgφ+c/σ