Mechanika gruntów

Indeksy niektórych symboli według PN-B-02481

C_c – wskaźnik ściśliwości

C_C – wskaźnik krzywizny

C_u – wskaźnik jednorodności uziarnienia

c_u - spójność gruntu (kohezja)

c_u – wytrzymałość gruntu na ścinanie „bez odpływu”

d – średnica zastępcza ziarna (cząstki)

d_n – n – procentowa średnica ziaren

d_x – x – procentowa średnica ziaren

E – moduł liniowej odkształcalności

E_m – moduł Younga „z odpływem”

e – wskaźnik porowatości

I_c – wskaźnik konsystencji

I_D – stopień zagęszczenia

I_L – stopień plastyczności

I_p – wskaźnik plastyczności

I_s – wskaźnik zagęszczenia

k – współczynnik filtracji

m – masa gruntu

m_s – masa szkieletu gruntowego

m_w – masa wody w porach gruntu

n – porowatość

V – objętość gruntu

V_d lub V_s – objętość szkieletu gruntowego

V_p – objętość porów gruntu

V_w – objętość wody w porach gruntu

w - wilgotność

w_L – granica płynności

w_P – granica plastyczności

w_r – wilgotność w stanie całkowitego nasycenia porów gruntu wodą

ε_p – wskaźnik pęcznienia (epsilon)

γ  - ciężar objętościowy gruntu (gamma)

γ ‘ – ciężar objętościowy gruntu z uwzględnieniem wyporu wody

γ _d – ciężar objętościowy szkieletu gruntowego

γ _s – ciężar właściwy szkieletu gruntowego

γ _sat lub γ _Sr – ciężar objętościowy nasyconego gruntu

γ _w – ciężar właściwy wody w porach gruntu

ρ – gęstość objętościowa gruntu (ro)

ρ _d – gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

ρ _s – gęstość właściwa szkieletu gruntowego

ρ _sat lub ρ _Sr – gęstość objętościowa przy całkowitym nasyceniu porów wodą

ρ _w – gęstość wody w porach gruntu

σ  - naprężenie normalne (sigma)

τ  - naprężenie statyczne (ścinające) (tau)

τ _f – wytrzymałość gruntu na ścinanie

φ _u – kąt tarcia wewnętrznego (fi)

Symbole, jednostki miary i definicje podstawowych właściwości gruntów

Lp.	termin	symbol	Jednostka miary	definicja
1	masa próbki gruntu	m	g kg	Całkowita masa próbki gruntu
2	masa szkieletu gruntowego	md (ms)	g kg	Masa próbki gruntu wysuszonej do stałej masy w temperaturze od 105 do 110^0 C
3	masa wody w porach gruntu	mw	g kg	Masa wody usuniętej z próbki gruntu przez jej suszenie do stałem masy przy temperaturze od 105 do 110^0 C
4	objętość gruntu	V	m^3	Całkowita objętość próbki
5	objętość szkieletu gruntowego	Vd (Vs)	m^3	Objętość cząstek stałych w próbce Vd = md/ ρ s
6	objętość porów gruntu	Vp	m^3	Vp = V - Vd
7	objętość wody w porach	Vw	m^3	Vw = mw/ ρ w
8	porowatość	n		Stosunek objętości porów do objętości gruntu n = Vp/V = e/(e+1)
9	wskaźnik porowatości	e		Stosunek objętości porów do objętości szkieletu gruntowego e =Vp/Vs = n/(1-n)
10	wskaźnik porowatości przy maksymalnym zagęszczeniu gruntu	emin		emin = ρ d/( ρ dmax – 1)
11	wskaźnik porowatości przy najluźniejszym ułożeniu ziaren	emax		emax = ρ d/( ρ dmin – 1)
12	gęstość objętościowa gruntu	ρ	kg/m^3 Mg/m^3, (t/m^3)	Stosunek całkowitej masy do całkowitej objętości gruntu Ρ = m/V
13	gęstość wody w porach gruntu	ρw	kg/m^3 Mg/m^3, (t/m^3)	ρw = mw/Vw
14	gęstość właściwa szkieletu gruntowego	ρ s	kg/m^3 Mg/m^3, (t/m^3)	Stosunek masy szkieletu gruntowego do jego objętości ρ s = md/Vd
15	gęstość objętościowa szkieletu gruntowego	ρ d	kg/m^3 Mg/m^3, (t/m^3)	Stosunek masy szkieletu gruntowego do całkowitej objętości gruntu ρ s = md/V
16	gęstość objętościowa przy całkowitym nasyceniu porów wodą	ρ sat (ρ Sr)	kg/m^3 Mg/m^3, (t/m^3)	Stosunek całkowitej masy do całkowitej objętości gruntu w pełni nasyconego wodą ρ sat=(Vd ρs+Vp ρw)/V
Lp	termin	symbol	Jednostka miary	Definicja
17	ciężar objętościowy gruntu	γ	kN/m^3	Stosunek całkowitego ciężaru do całkowitej objętości gruntu γ = ρg
18	ciężar właściwy szkieletu gruntowego	γ s	kN/m^3	Stosunek ciężaru szkieletu gruntowego do jego objętości Γs = ρs g
19	ciężar właściwy wody w porach gruntu	γ w	kN/m^3	Γw = ρw g
20	względny ciężar właściwy szkieletu gruntowego	Gs (G.S.)		Gs = γs/ γw
21	ciężar objętościowy szkieletu gruntowego	γ d	kN/m^3	Stosunek ciężaru szkieletu gruntowego do całkowitej objętości gruntu γ d =  ρd g
22	ciężar objętościowy nasyconego gruntu	γ sat ( γsr)	kN/m^3	Stosunek całkowitego ciężaru objętości do całkowitej objętości gruntu w pełni nasyconego wodą     γ sat = ρsat g
23	ciężar objętościowy gruntu z uwzględnieniem wyporu wody	γ ’	kN/m^3	Różnica między ciężarem objętościowym nasyconego gruntu a ciężarem właściwym wody  γ ‘ =  γ sat -  γ w
24	średnica zastępcza ziarna (cząstki)	d	mm	Średnica cząstki kulistej o tej samej gęstości właściwej co cząstka gruntowa, opadającej w wodzie z taka samą prędkością jak rzeczywista cząstka gruntu
25	n – procentowa średnica ziaren	dn (ds.)	mm	Średnica zastępcza, poniżej której w gruncie zawarty jest n% masy
26	wskaźnik jednorodności uziarnienia	Cu (U)		Miara kształtu krzywej uziarnienia gruntu Cu = d60/d10
27	wskaźnik krzywizny	Cc		Miara kształtu krzywej uziarnienia gruntu Cc = d30^2/d10d60
28	zawartość części organicznych	Iom		Stosunek masy domieszek organicznych zawartych w próbce gruntu do masy szkieletu gruntu
29	wilgotność	w	%	Stosunek masy wody w porach gruntu do masy szkieletu gruntu (w gruntach niespoistych pojęcie wilgotności nie obejmuje wody grawitacyjnej) w = mw/md
30	wilgotność w stanie całkowitego nasycenia porów gruntu wodą	wsat wr	%	wsat = ρw/ ρd – ρw/ ρs = ρwn/ ρd
Lp.	termin	symbol	jednostka miary	definicja
31	stopień wilgotności	Sr	%	Stosunek objętości wody w porach do objętości porów Sr = w/wsat = = w ρs ρd/( ρs- ρd) ρw =w ρs/e ρw
32	granica płynności	wL	%	Wilgotność gruntu spoistego na granicy między konsystencją płynną a plastyczną
33	granica plastyczności	wP	%	Wilgotność gruntu spoistego na granicy między konsystencją plastyczną a zwartą
34	granica skurczalności	ws	%	Maksymalna wilgotność, poniżej której zmniejszenie wilgotności nie wywołuje zmian masy gruntu
35	wskaźnik plastyczności	Ip	%	Ip = wL – wP
36	stopień plastyczności	IL		IL = (w – wp)/Ip
37	wskaźnik konsystencji	Ic		Ic = (wL – w)/Ip
38	aktywność gruntu	ac (A)		Stosunek wskaźnika plastyczności do zawartości w gruncie frakcji iłowej (cząstek o średnicy <= 0,002 mm)
39	stopień zagęszczenia	ID		ID = (emax – e)/(emax – emin)
40	wskaźnik zagęszczenia	IS		Stosunek ciężaru objętościowego szkieletu gruntowego do maksymalnego ciężaru objętościowego szkieletu IS = γd/ γdmax
41	gradient hydrauliczny	i		Stosunek straty naporu hydraulicznego do długości drogi filtracji
42	współczynnik filtracji	k	m/s	Prędkość filtracji wody przy gradiencie i = 1 oraz przy temperaturze t = 10^0 C.
43	naprężenie normalne	σ	kPa	Naprężenie (powyżej ciśnienia atmosferycznego) działające prostopadle do danej płaszczyzny
44	ciśnienie wody w porach gruntu (ciśnienie porowe)	u	kPa	Ciśnienie (ponad ciśnienie atmosferyczne) wody w porach gruntu
45	efektywne naprężenie normalne	σ ‘	kPa	Naprężenie normalne przenoszone przez kontakt pomiędzy ziarnami σ ‘ = σ – u
46	naprężenie styczne (ścinające)	τ	kPa	Naprężenie działające stycznie do danej płaszczyzny
Lp.	termin	symbol	Jednostka miary	definicja
47	wytrzymałość gruntu na ścinanie	τf	kPa	Największe naprężenie ścinające przejmowane przez próbkę gruntu w idealnej płaszczyźnie w danych warunkach; osiągnięcie wytrzymałości na ścinanie prowadzi do zniszczenia gruntu w tej idealnej płaszczyźnie τf = c + σtg φ
48	spójność gruntu (kohezja)	cu	kPa	Parametr wytrzymałości gruntu na ścinanie, gdy stan naprężeń określa się całkowitym naprężeniem normalnym σ, wtedy τf = cu + σtg φ u
49	wytrzymałość gruntu na ścinanie „bez odpływu”	cu	kPa	Wytrzymałość na ścinanie całkowicie nasyconego gruntu spoistego w warunkach bez odpływu wody
50	kąt tarcia wewnętrznego	φ u	stopnie	Parametr wytrzymałości gruntu na ścinanie, gdy stan naprężeń określa się całkowitym naprężeniem normalnym σ
51	efektywne parametry wytrzymałościowe - spójność efektywna - efektywny kąt tarcia wewnętrznego	C’ φ ‘	pa stopnie	Parametry wytrzymałości na ścinanie, gdy stan naprężeń określa się efektywnym naprężeniem normalnym σ , wtedy τf = c’ + σ’tg φ ‘
52	wytrzymałość gruntu o zniszczonej strukturze	Cr	kPa	Wytrzymałość gruntu o zniszczonej strukturze w warunkach bez odpływu
53	rezydualne aktywne parametry wytrzymałościowe - spoistość rezydualna - rezydualny kąt tarcia wewnętrznego	Cr’ φ r‘	kPa stopnie	Parametry wytrzymałościowe na ścinanie przy dużych odkształceniach gruntu
54	wrażliwość gruntu	St		Stosunek między wytrzymałością na ścinanie bez odpływu gruntu spoistego o nienaruszonej i zniszczonej strukturze St = Cu/Cr
55	moduł liniowej odkształcalności	E	MPa	Stosunek pomiędzy zmianą naprężenia normalnego a zmianą odkształcenia liniowego w tym samym kierunku (pozostałe naprężenia są stałe)
56	moduł odkształcenia postaciowego	G	MPa	Stosunek między zmianą naprężenia stycznego a zmianą odkształcenia stycznego (pozostałe odkształcenia są stałe)
57	moduł Younga „z odpływem”	Em	MPa	Moduł Younga w warunkach z odpływem wody w długim okresie czasu
Lp.	termin	symbol	jednostka miary	definicja
58	współczynnik zmiany objętości	mv	(kPa)^-1	Stosunek jednostki zmiany objętości do wywołującej ją zmiany efektywnych efektywnych naprężeń normalnych w jednoosiowym stanie odkształcenia mv = (eD – e)/(1 + eD) Δ σ ‘
59	edometryczny moduł ściśliwości	M (Eoed)	MPa	M = 1/mv
60	wskaźnik ściśliwości	Cc		Nachylenie siecznej do pierwotnej krzywej na wykresie „naprężenie efektywne – wskaźnik porowatości” Cc = - Δe/ Δlg σ ‘
61	wskaźnik odprężenia	Cs		Nachylenie liniowej części krzywej odprężenia na wykresie j. w. Cs = - Δe/ Δlg σ ‘
62	ciśnienie pęcznienia	Pc	kPa	Jednostkowe obciążenie normalne, przy którym próbka w edometrze nie wykazuje zmian wysokości w warunkach dostępu wody
63	wskaźnik pęcznienia	Ep	%	Parametr określający wielkość pęcznienia w procentach
64	wskaźnik osiadania zapadowego	imp		Imp = (h’ – h’’)/h0 gdzie: h’ – wysokość próbki po umownym zakończeniu osiadań przed nasyceniem próbki wodą, h’’ – wysokość próbki przy tym samym obciążeniu, po całkowitym nasyceniu wodą i umownym zakończeniu osiadań, h0 – wysokość próbek po umownym zakończeniu osiadań przy naprężeniu pierwotnym, odpowiadającym obciążeniu gruntem na danej głębokości
65	stopień konsolidacji	Ut	%	Stosunek średniego przyrostu naprężenia efektywnego w danym czasie do średniego całkowitego przyrostu naprężenia
66	współczynnik konsolidacji	Cv	m^2/s	Parametr wiążący stopień konsolidacji z czasem od rozpoczęcia konsolidacji Cv = k/mv γv
67	efektywne naprężenie liniowe	σ v	kPa	Pionowe efektywne naprężenie normalne istniejące w podłożu gruntowym
68	naprężenia prekonsolidacji	σ p	kPa	Największe pionowe naprężenie efektywne, które działało w przeszłości
69	współczynnik parcia gruntu w spoczynku	Kp		Stosunek efektywnych naprężeń głównych bocznego do pionowego, w przypadku braku odkształceń bocznych oraz przy poziomym naziomie
70	kąt tarcia o ścianę	δ	stopień	Kąt tarcia między ścianą a gruntem