Ćw. I  PODSTAWOWE DEFINICJE I POJĘCIA

BADANIA POLOWE PODŁOŻA GRUNTOWEGO

1. Zdefiniować pojęcie podłoża gruntowego (budowlanego).

Podłoże gruntowe - w budownictwie warstwa gruntu pod fundamentem budowli do głębokości, na której naprężenia dodatkowe od budowli wynoszą 30% naprężeń pierwotnych ..( oznaczanie strefy aktywnej podłoża )

1. Wyjaśnić pojęcie kategorii geotechnicznej obiektu. 

Kategorię geotechniczną ustala się w zależności od rodzaju warunków gruntowych oraz czynników konstrukcyjnych charakteryzujących możliwość przenoszenia obciążeń i drgań, stopnia złożoności oddziaływań, stopnia zagrożenia życia i mienia awaria konstrukcji, jak również od wartości zabytkowej lub technicznej obiektu i zagrożenia środowiska. Rozróżnia się warunki gruntowe:

- proste warunki gruntowe- grunty jednorodne geologicznie, równoległe do powierzchni, nie obejmujące gruntów słabonośnych, przy zwierciadle wód podziemnych poniżej projektowanego obiektu, bez niekorzystnych zjawisk geologicznych

-złożone warunki gruntowe – grunt niejednorodny, nierównoległy, grunty słabonośne ale brak niekorzystnych zjawisk geologicznych
-skomplikowane warunki gruntowe- generalnie gorzej niż źle

Warunki geotechniczne:

- kat. pierwsza- niewielkie obiekty o statycznie wyznaczalnym szkielecie obliczeniowym, w prostych warunkach gruntowych, dla których wystarczy jakościowe określenie gruntu,

-kat druga obejmuje budynki na prostych lub złożonych warunkach gruntowych, wymaga wnikliwszej analizy,
-kat. trzecia- obejmuje nietypowe obiekty budowlane, których wykonanie i użytkowanie może stanowić zagrożenie dla ludzi i środowiska; obiekty posadowione w skomplikowanych warunkach gruntowych; obiekty zabytkowe
i monumentalne,

1. Podać przykłady obiektów o różnej kategorii geotechnicznej.

Do kat. pierwszej: budynki 1-2 kondygnacyjne, konstrukcje oporowe, nasypy do 3 m.

Kat. druga- fundamenty bezpośrednie i pośrednie, wykopy 1-2m , nasypy powyżej 3 m, filary mostowe.
Do kat. trzeciej zalicza się obiekty energetyki jądrowej, rafinerie, zakłady chemiczne, zapory wodne, lub budynki
z innowacyjnymi rozwiązaniami technicznymi.

1. Wymienić rodzaje otworów badawczych związanych z rozpoznaniem podłoża budowlanego.

- doły próbne tzn. szurfy,

-wiercenia (max 5m) zabezpiecza się je rurami osłonowymi,

- wiercenia małośrednicowe (do 30 m średnica 200mm) obrotowe lub obrotowo udarowe,

- odkrywki fundamentów przy obiektach istniejących w celu wprowadzenia zmian.

1. Wymienić rodzaje prób gruntu do badań laboratoryjnych, podać klasy jakości prób.

 
A- pobrane tak aby próbka nie została naruszona- wilgotność, struktura bez zmian , próbki w walcach stalowych cienkościennych,
B-próbki w których zachowała się wilgotność, szczelnie zapakowane,

C- próbki do oznaczenia profilu geologicznego o zmienionej strukturze i wilgotności.

1. Od czego zależy ilość, rozstaw i głębokość otworów badawczych?

- LICZBA OTWRÓW: zwartości obrysu projektu (kształtu fundamentów), ilości badań archiwalnych,
przyjetej metody obliczen, przewidywan badacza na bazie wizji lokalnej, zaawansowania projektu,
-GŁĘBOKOŚĆ OTWORÓW- wielkość obciążeń, rodzaj i kształt fundamentu, obliczeń, przewidywań i projektu
-ROZSTAW: 3 otwory dla budynków do 300m^2 dla budynków powyżej 300m^2 otwory wykonuje się co 30m,
dla budowli liniowych (drogi, ulice) co 100m; a gdy nie znamy kształtu obiektu i jego lokalizacji tworzymy siatkę
z otworami co 30-50m.

1. Wymienić najczęściej spotykane w praktyce inżynierskiej rodzaje badań polowych gruntu.

Badania makroskopowe, wykopy badawcze, otwory badawcze (wiercenia), sondy , sondowane statyczne i dynamiczne. Pozostałe: obciążenie płytą sztywną, świder talerzowy, presjometr Medarda, dylatometr, wodoprzepuszczalność.

1. Na czym polega sondowanie gruntu. Wymienić rodzaje sondowań.

Sondowanie statyczne: w sposób statyczny wprowadzane są w grunt żerdzie na siłownikach hydraulicznych-> mierzy się ciśnienie w porach gruntu badając opór stożka i opór tarcia na tuleję. Sondowanie dynamiczne: pomiaru dokonuje się mierząc ilość uderzeń sondy na 10cm zagłębienia-> pomiar gęstości gruntu, ale nie można sondować w gruntach spoistych. Badanie ma charakter punktowy.

1. Przedstawić zakres zastosowania obciążeń próbnych podłoża gruntowego.

Płyta PLT w badaniach zakresu odkształceń

Kotwy w badaniu nośności gruntu

Balast w badaniu obciążeń granicznych

1. Wyjaśnić pojęcie wydzielonej warstwy geotechnicznej.

Wydzielona warstwa geotechniczna jest to warstwa w której występują zbliżone parametry techniczne

Ćw. II ANALIZA MAKROSKOPOWA

 

1. Wymień zasadnicze kryteria obowiązującej klasyfikacji gruntów budowlanych.

Określa się frakcję, plastyczność, spoistość, barwę, wytrzymałość w stanie suchym, dylatację, zawartość węglanów, strukturę, konsystencję.

1. Przedstaw podstawowe zasady wykonywania analizy sitowej gruntów niespoistych.

Określa się dla gruntu (d>0,063 mm). Polega na przesianiu wysuszonej w temp. 105 – 110 °C próbki gruntu niespoistego przez komplet sit o różnych wymiarze oczek, a następnie obliczeniu w procentach masy ziaren pozostających na sitach w stosunku do całkowitej masy badanej próbki. Czas przesiewania na wytrząsarce to 5 min. Próba jest zakończona jeśli próbka kontrolna nie przechodzi już przez sita. Mając obliczoną zawartość wagową gruntu na każdym sicie oblicza się kolejno ich sumy ( zaczynając od najgrubszego) i wykonuje wykres uziarnienia

Z_i = $\frac{masa\ tego\ co\ zostalo\ na\ sicie}{masa\ calej\ probki\ wzieta\ do\ analizy\ }$ * 100%

1. Co to jest analiza sedymentacyjna (areometryczna i pipetowa) gruntów spoistych?

Analiza areometryczna (dla d<0,063 mm) stosowana jest do oznaczania zawartości cząstek frakcji iłowej i frakcji pyłowej. Analiza areometryczna polega na przygotowaniu jednorodnej zawiesiny badanego gruntu i wyznaczeniu jej gęstości objętościowej, zmniejszającej się, w miarę opadania cząstek zawiesiny. Po dokładnym wymieszaniu zawiesiny w cylindrze otrzymuje się jednakowa zawartość takich samych cząstek. Z chwilą postawienia cylindra z zawiesiną na stole rozpoczyna się opadanie jej cząstek w dół.

1) wyznaczenie gęstości objętościowej zawiesiny,

2) wyznaczenie prędkości opadania cząstek,

3) obliczenie średnicy cząstek .

Analiza pipetowa - pobiera się określoną objętość zawiesiny i po odparowaniu, wysuszeniu i zważeniu oznacza w niej procentową zawartość cząstek o średnicy mniejszej niż dT. Dzieląc wynik przez masę wysuszonej próbki użytej do analizy i mnożąc wynik przez 100 uzyskuje się procentową zawartość określonych cząstek w całej próbce.

1. Co to jest średnica zastępcza „d” ziarna i cząstki gruntu?

Średnica zastępcza dla ziaren jest to średnica oczka sita, przez które ziarno już nie przechodzi. Średnica zastępcza dla cząstek jest to średnica kulki o identycznej gęstości właściwej, co dana cząstka opadająca w wodzie z taką samą prędkością jak dana cząstka gruntu.

1. Wyjaśnij pojęcie frakcji gruntu według obowiązującej aktualnie klasyfikacji.

Frakcja to zbiór ziaren lub cząstek gruntu o średnicach zastępczych, zawartych w określonym przedziale. Wyróżniamy pięć frakcji:

• Kamienista o ziarnach d > 25 mm

• Żwirowa o ziarnach d = 25 – 2 mm

• Piaskowa o ziarnach d = 2 – 0,05 mm

• Pyłowa o ziarnach d = 0,05 – 0,002 mm

• Iłowa d <0,002 mm

1. Omów sposób sporządzania wykresu krzywej uziarnienia badanego gruntu na podstawie wyników analiz granulometrycznych.

Procentowe zawartości wagowych ziaren i cząstek nanosi się na siatkę półlogarytmiczną. Na osi x podaje się w skali logarytmicznej średnice ziaren i cząstek, a na osi y w skali dziesiętnej ich procentowe zawartości.

1. Narysuj dowolną krzywą uziarnienia, określ zawartość procentową występujących tam frakcji oraz zaznacz na wykresie wielkości średnic zastępczych d₁₀, d₃₀, d₅₀, d₆₀.

1. Wyjaśnij, co to jest trójkąt Fereta oraz sposób korzystania z niego. Co to są frakcje zredukowane?

Stosowany dla gruntów spoistych zawierających ziarna większe od 2 mm do 10 %. Umożliwia on określenie rodzaju gruntu na podstawie procentowej zawartości trzech najdrobniejszych frakcji w gruncie: piaskowej, pyłowej i iłowej.

Frakcja zredukowana:

f′_x=$\frac{100f_{x}}{100 - (f_{k} + f_{z})}$ f_x zawartość danej frakcji w %

f_k + f_z zawartość frakcji ponad 2 mm %

1. Na podstawie wyników analizy sitowo-areometrycznej przeprowadzonej dla próby gruntu spoistego ustalić zawartość występujących frakcji oraz rodzaj gruntu. Sporządzić wykres krzywej uziarnienia.
   Wyniki analizy granulometrycznej podano w tabeli 1.

1. W tab. 2 podano wyniki analizy sitowej próby gruntu niespoistego o m_S=200 g (po wysuszeniu). Po sprawdzeniu poprawności oznaczenia należy zweryfikować jego wyniki oraz określić: nazwę gruntu, współczynnik jednorodności uziarnienia U, wskaźnik krzywizny uziarnienia C oraz jego zdolność do zagęszczania się.

2.  Określić nazwę gruntu o poniższych zawartościach frakcji gruntowych: f_k = 3%, f_ż = 5%, f_p = 20 %, f_p = 30%,
   f_i = 42%

Ił pylasty (?)

1. Wymienić podstawowe testy analizy makroskopowej gruntu spoistego i niespoistego.

Próba wałeczkowania: wilgotną próbkę gruntu formujemy w kolki o średnicy 8-10mm a następnie wałeczkujemy. Jeżeli grunt nie daje się wałeczkowa oznacza to małą spoistość, a gdy można go wałeczkowa do średnicy 3mm i mniejszej-> duża spoistość.

Próba rozcierania gruntu w wodzie-rozcierać grudkę gruntu palcami zanurzonymi w wodzie,

Próba rozmakania-próbka gruntu na siatce zanurzonej w wodzie. Liczenie czasu aż rozmoknie.

1. Omów sposób określania nazwy gruntu spoistego w analizie makroskopowej.

Próba wałeczkowania, rozcierania gruntu w wodzie, próba rozmakania.

1. Podaj praktyczne zasady rozróżniania rodzaju gruntów niespoistych w analizie makroskopowej.

Grunty niespoiste czyli sypkie, to żwiry (w projektach i na mapach oznaczane symbolem Ż), pospółki (Po), piaski grubo, średnio- i drobnoziarniste (Pr, Ps, Pd) oraz piaski pylaste (Pπ).

Taki podział ze względu na wielkość uziarnienia ma sens, ponieważ najczęściej im grubsza frakcja, tym większa nośność (wytrzymałość) gruntu. Drugą istotną dla projektanta cechą gruntów jest tzw. stopień zagęszczenia ID – im wyższa jego wartość, tym grunt lepiej nadaje się do celów budowlanych, bo mniej jest pustych przestrzeni pomiędzy poszczególnymi ziarnami.

Trzecim ważnym parametrem gruntów niespoistych jest stopień wilgotności oznaczany symbolem Sr – określa stosunek objętości wody w gruncie do objętości porów. Do fundamentowania najlepsze są grunty wilgotne (0,4 < Sr = 0,8)..

1. W trakcie badań makroskopowych ustalono, że próba gruntu sypkiego zawiera ok. 20% ziaren o średnicy większej niż 2 mm, a pozostałe ziarna są rozróżnialne z odległości ok. 1 m. Podaj nazwę badanego gruntu?

Żwir (?)

1. Przedstaw podział (klasyfikację) gruntów spoistych według stanu.

Grunty spoiste dzielą się na miękkoplastyczne, plastyczne, twardoplastyczne, zwarte i bardzo zwarte.

1. Podaj zasady określania stanu gruntu spoistego w analizie makroskopowej.

Próbka o naturalnej wilgotności ściskana jest w palcach lub poddawana próbie waleczkowania:

- grunt wydostaje się miedzy palcami-> grunt miękkoplastyczny,

-można formowac przy lekkim nacisku palców-> grunt plastyczny,

-nie można go formować ale daje się wałeczkowa do śr. 3mm bez spękań->grunt twardoplastyczny,

-grunt rozpada się i pęka podczas wałeczkowania ale można zrobić z niego powrotem kulkę-> grunt zwarty,

- wysuszony, nie można uformować kulki, rozdrabnia się pod naciskiem palców-> grunt bardzo zwarty.

1. Na podstawie jakich badań testowych (prób) szacuje się zawartość frakcji iłowej i piaskowej w gruncie w analizie makroskopowej?

Ilość iłu szacuje się w analizie makroskopowej badając czy grunt po naciśnięciu brudzi palce, czy daje się wałeczkowa do 3mm średnicy, zarysowany daje lśniącą rysę, nie daje się go rozdrobnić pod naciskiem i nie występuje efekt pocenia się w próbie dylatancji.

Zawartość frakcji piaskowej stwierdza się na zasadzie obserwacji, rozcierania gruntu między palcami (?)

1. Przedstaw zasady oceny zawilgocenia badanej próby gruntu w analizie makroskopowej.

Zawilgocenie bada się zgniatając kulkę gruntu nad kartką. Jeżeli grunt jest suchy i pęka przy ściskaniu jest to grunt suchy. Gdy położony na kartkę nie brudzi jej jest mało wilgotny. Gdy brudzi kartkę- wilgotny. Gdy po naciśnięciu pojawia się woda jest to grunt mokry, a gdy woda wypływa bez nacisku jest ton grunt nawodniony.

1. Jak i w jakim celu przeprowadza się oznaczenie w gruncie zawartości węglanu wapnia (CaCO₃) w analizie makroskopowej?

Analizę przeprowadza się lejąc kilka kropli HCl na próbkę. Jeżeli występuje efekt „burzenia”, pienienia się oznacza to że w gruncie znajdują się związki wapnia, jeżeli natomiast brak reakcji oznacza to ze grunt jest bezwapiony. Badanie to ma na celu sprawdzenie agresywności podłoża względem np. betonu.

Ćw. III PODSTAWOWE CECHY FIZYCZNE

 

1. Podać definicje podstawowych cech fizycznych gruntów.

Wilgotność gruntu w_n-stosunek masy wody do masy szkieletu gruntowego.

Gęstość objętościowa gruntu ρ -stosunek masy gruntu do jego całkowitej objętości. Wartość zależna od struktury gruntu(wielkość porów).

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρ_s-masa szkieletu gruntowego do objętości zajmowanej przez ten szkielet.

1. Podać definicje i wzory przeliczeniowe następujących pochodnych cech fizycznych: r_d, n, e, w_r, S_r.

gęstość objętościowa szkieletu gruntowego: $\rho_{d} = \frac{\rho}{1 + w_{n}}$

porowatość: $n = \frac{\rho_{s} - \rho_{d}}{\rho_{s}}$

wskaźnik porowatości: $e = \frac{\rho_{s} - \rho_{d}}{\rho_{d}}$

wilgotność całkowita gruntu: $w_{r} = \frac{V_{p}}{V_{s}} \bullet \frac{\rho_{w}}{\rho_{s}} = e \bullet \frac{\rho_{w}}{\rho_{s}}$

stopień wilgotności: $S_{r} = \frac{V_{w}}{V_{p}} = \frac{w_{n}}{w_{r}}$

1. Wymienić metody wyznaczania gęstości objętościowej oraz podać, dla jakich gruntów są one stosowane.

Wyróżnić można 4 metody:

-metoda pierścienia tnącego,

-metoda rtęciowa,

-metoda wyporu hydrostatycznego,

-metoda oznaczania w cylindrze.

Pierwsze trzy metody do oznaczania gęstości objętościowej gruntów spoistych, druga i trzecia do gruntów skalistych(ale najpowszechniejsza jest metoda dołka), ostatnia do gruntów niespoistych. Metoda pierwsza jest prosta, łatwa i daje dokładne wyniki i jest najczęściej stosowana.

1. W badaniach laboratoryjnych określano ciężar objętościowy gruntu za pomocą pierścienia metalowego o ciężarze 109.17 [G], średnicy wewnętrznej 4.34 [cm] i wysokości 3.44 [cm]. Dla dwóch badanych próbek NNS stwierdzono odpowiednio: ciężar pierścienia z gruntem  G₁ =211.73 [G] i G₂ = 212.67 [G]. Określić wartość ciężaru objętościowego gruntu  w  [kN/m³] oraz wilgotność w [%] jeżeli po wysuszeniu próbki bez pierścienia ważyły odpowiednio  83.50 [G] i 85.00 [G]. Ocenić poprawność wykonanych oznaczeń.

Skany

1. Na podstawie poniższych wartości liczbowych podstawowych cech fizycznych określić porowatość i wskaźnik porowatości gliny morenowej: w_n=14 %, g=20,5 kN/m³, g_s=2,67 kN/m³.

Skany

1. Próba gruntu pobrana metodą A (NNS) o masie 2290 g ma objętość V=1,15×10^-3 m³. Po wysuszeniu zmniejszyła swoją masę do m_s=2035 g/cm³. Obliczyć wartości pochodnych cech fizycznych: r_d, n, e, w_r, S_r.

Skany

1. Cylinder o ciężarze 200.94 [G] z próbką NNS gruntu niespoistego o objętości 136.09 [cm³] waży 466.32 [G].
   Po wysuszeniu próbka ważyła 219.14[G]. Określić ciężar objętościowy i wilgotność badanego gruntu w jednostkach odpowiednio [kN/m³] i [%].

Skany

1. W jaki sposób można określić gęstość objętościową gruntu niespoistego?

Gęstość objętościową gruntu niespoistego oznacza się w cylindrze. Do cylindra o znanej objętości wlewa się wodę, wsypuje określoną ilość wysuszonego gruntu i mierzy objętość powstała. Gęstość objętościowa to masa suchego gruntu do objętości gruntu jaką można wyliczyć z różnicy objętości wody i gruntu a samej wody[podobnie było na materiałach budowlanych].

1. Co to jest powierzchnia graniczna i właściwa gruntu i od czego zależy?

Powierzchnia graniczna to powierzchnia kontaktu pomiędzy fazą stałą i fazą ciekłą w gruncie. Wielkość powierzchni granicznej ziaren i cząstek w przeliczeniu n jednostkę objętości danego gruntu nazywa się powierzchnią właściwą. Im większa powierzchnia właściwa, tym większa jest aktywność fizyczno-chemiczna gruntu.

1. Jak można określić gęstość objętościową gruntu w badaniach polowych (in situ)?

Ćw. IV  STANY GRUNTÓW NIESPOISTYCH I SPOISTYCH

 

1. W jakim celu i w jaki sposób określa się r_{d min} oraz  r_{d max} ?

2. Podać definicję stopnia zagęszczenia. Do czego ten parametr służy i w jakich zagadnieniach jest wykorzystywany?

3. Podać definicje granic konsystencji oraz wymienić metody ich wyznaczania.

4. Podać metody wyznaczania granicy płynności.

5. Jak oblicza się stopień plastyczności? Podaj klasyfikację stanów gruntów spoistych według wartości stopnia plastyczności.

6. Co to jest wskaźnik plastyczności i co on wyraża? Podać klasyfikację spoistości gruntów na podstawie wartości wskaźnika plastyczności.

7. Wymienić stany zagęszczenia gruntów niespoistych w zależności od wartości stopnia zagęszczenia.

8. Co to jest wskaźnik zagęszczenia, gdzie jest on wykorzystywany?

9. Do czego służy badanie w aparacie Proctora?

10. Podać definicję stopnia wilgotności oraz wymienić stany zawilgocenia gruntów określone na jego podstawie.

11. Przedstawić graficznie sposób ustalania wartości granicy płynności w aparacie Casagrande’a.

12. Określić stan zawilgocenia gruntu niespoistego o następujących parametrach: g_s=26,5kN/m³, g=18,5kN/m³, g_sr=20,1kn/m³.

13. Dla gruntu spoistego wyznaczono następujące wartości granic konsystencji: w_s=8%, w_P=20%, w_L=50%. W jakim stanie jest grunt o wilgotności w_n=15% ? Jaką minimalną ilość wody należy dodać do próbki gruntu o objętości V=240 cm³ i ciężarze objętościowym g=20 kN/m³ by nastąpiło jego przejście w stan płynny?

14. Wał przeciwpowodziowy jest odbudowywany przy użyciu piasku średniego o następujących parametrach: r_S=2,67 g/cm³, minimalny wskaźnik porowatości 0,565, maksymalny wskaźnik porowatości 0,878. Jaką wartość wskaźnika porowatości należy osiągnąć podczas zagęszczania piasku, by stopień zagęszczenia osiągnął wymaganą wartość 0,5 ?

15. Określić konsystencję, stan i spoistość gruntu, dla którego oznaczono następujące wartości wilgotności: naturalna 10 %, granica skurczalności 7 %, plastyczności 12 % i płynności18 %.

16. Dla próbki NNS piasku średniego określono w laboratorium: g=18,5 kN/m³, g_s=26,5 kN/m³,  w_n=10 %,  e_max=0,850,  e_min=0,455. Określić stan zagęszczenia i zawilgocenia tego gruntu.

17. Jakie są rodzaje konsystencji gruntu i jak się je określa?

18. Co to są granice konsystencji i jakie są ich definicje wg których wyznacza się je laboratoryjnie?

19. Co to jest wskaźnik zagęszczenia, jakich gruntów dotyczy oraz jakie jest jego praktyczne znaczenie?

20. Jak w badaniach polowych można określić stan gruntu?

Ćw.  V   WODOPRZEPUSZCZALNOŚĆ 

I ŚCIŚLIWOŚĆ GRUNTÓW

 

1. Sformułować prawo filtracji Darcy’ego w odniesieniu do gruntów niespoistych i spoistych oraz podać jakie warunki musi spełniać przepływ wody w gruncie by można je zastosować. Prawo zilustrować wykresem zależności przepływu jednostkowego od spadku hydraulicznego.

2. Generalnie, w których gruntach (spoistych czy niespoistych) współczynnik filtracji gruntów jest większy i dlaczego?

3. W badaniu filtracji w rurze Kamieńskiego na próbce gruntu długości 10 [cm] i średnicy 3 [cm] poziom wody na wejściu do układu utrzymywano na wysokości 50 [cm] a przy wyjściu na poziomie 10 [cm]. W tych warunkach stwierdzono, że po 2 [min] przepływu objętość wody, która przepłynęła przez grunt wynosiła 45.0 [cm³]. Oszacować wartość współczynnika filtracji w [cm/s] i podać możliwy rodzaj gruntu.

4. Co to jest piezometr? Jakie są polowe metody badania wodoprzepuszczalności podłoża?

5. Co to jest ściśliwość i konsolidacja gruntu? Podać prawo zagęszczenia gruntu.

6. Przedstaw schemat budowy edometru. Jak stan naprężenia i odkształcenia jest realizowany w edometrze?

7. Co to jest ściśliwość pierwotna i wtórna? Jak definiuje się ciśnienie przekonsolidowania? Jaki grunt określa się jako nieskonsolidowany, normalnie skonsolidowany oraz przekonsolidowany?

8. W laboratoryjnym badaniu ściśliwości próbki gruntu pobranej z głębokości 0,5 m o wilgotności naturalnej 15%, ciężarze objętościowym 20.0 [kN/m³] i ciężarze właściwym szkieletu gruntowego 27.0 [kN/m³] wskaźnik porowatości zmienił się od wartości naturalnej do wartości 0,542 pod wpływem zmiany obciążenia od 10 [kPa] do 100 [kPa]. Obliczyć wartość edometrycznego modułu ściśliwości, wskaźnika ściśliwości oraz współczynnika ściśliwości w tym przedziale obciążeń.

9. Na podstawie poniższych wyników badań edometrycznych określić w przedziale obciążeń 25-100 kPa wszystkie parametry charakteryzujące odkształcalność gruntu o gęstości objętościowej 1.9 t/m³, gęstości właściwej 2.65 t/m³ i wilgotności 20%

10. Jakie są polowe metody badania ściśliwości gruntów?

Ćw. VI  WYTRZYMAŁOŚĆ GRUNTÓW NA ŚCINANIE

 

1. Co to jest wytrzymałość gruntu na ścinanie i jaką postać ma hipoteza Coulomba wytrzymałości gruntu na ścinanie?

2. W jaki sposób ciśnienie porowe wpływa na wytrzymałość gruntu na ścinanie? Jakie są rodzaje parametrów wytrzymałości?

3. Jakie są metody badania wytrzymałości gruntu na ścinanie? Przedstawić konstrukcję (szkic) aparatu bezpośredniego ścinania, sposób prowadzenia badania oraz wyznaczania parametrów wytrzymałości.

4. W aparacie bezpośredniego ścinania przeprowadzono badania gruntu na dwu próbkach o przekroju poprzecznym 36 [cm²]. Ścinanie próbek przeprowadzano przy obciążeniu pionowym wynoszącym 180 [N] i 360 [N] po uprzedniej konsolidacji. Próbki uległy ścięciu przy obciążeniach poziomych wynoszących odpowiednio 72 [N] i 108 [N]. Określić odpowiednie wartości parametrów wytrzymałości gruntu.

5. Wartości całkowite i efektywne kąta tarcia wewnętrznego wynoszą odpowiednio 25 [^o] i 30 [^o] a spójności odpowiednio 30 [kPa] i [25] kPa. Jaka jest wytrzymałość w punkcie podłoża w którym naprężenie normalne wynosi 100 [kPa]. Czy wystąpi ścięcie gruntu w podłożu, jeżeli w tym punkcie naprężenie styczne wynosi 75 [kPa]?

6. Przedstawić schemat obciążenia próbki w aparacie trójosiowego ściskania. Jakie są zależności między naprężeniami głównymi a naprężeniem normalnym i stycznym w dowolnym punkcie ośrodka? Jakie jest położenie powierzchni ścięcia oraz jaką postać ma hipoteza wytrzymałościowa Coulomba-Mohra wyrażona w naprężeniach głównych?

7.  Podać podstawowe metodyki badań wytrzymałościowych w aparacie trójosiowego ściskania.

8. Czy w punkcie podłoża gruntowego, w którym wartości całkowite mniejszego i większego naprężenia głównego są odpowiednio 70 kPa i 100 kPa, wystąpi zniszczenie gruntu, jeśli wartości całkowite kąta tarcia wewnętrznego i spójności wynoszą odpowiednio 20⁰ i 20 kPa?

9. Obliczenia wskazują, że planowany budynek spowoduje wzrost większego naprężenia głównego w punkcie podłoża poniżej budynku do wartości 225 kPa, mniejszego do wartości 75 kPa i ciśnienia porowego do wartości 20 kPa. Czy w tym punkcie nastąpi zniszczenie gruntu o efektywnym kącie tarcia wewnętrznego 30⁰  i efektywnej spójności 35 kPa?

10. Ścięcie próbki w aparacie trójosiowego ściskania nastąpiło przy ciśnieniu komorowym 100 kPa i naprężeniu pionowym 300 kPa, przy czym powierzchnia ścięcia była nachylona do poziomu pod kątem 55⁰. Określić parametry wytrzymałościowe badanego gruntu.