MECHANIKA GRUNTÓW

PYTANIA I ZADANIA DO ĆWICZENIA PROJEKTOWEGO  II

MECHANIKA GRUNTÓW

 

Zadanie 1

Zaprojektować nachylenie skarpy nasypu drogowego o wysokości 7 m, który zostanie wykonany z piasku średniego o następujących cechach fizycznych i mechanicznych:

gęstość właściwa r_s=2,66 g/cm³, moduł ściśliwości pierwotnej M₀=110 MPa, wilgotność optymalna w_opt=15 %, maks. gęstość objętościowa szkieletu grunt. oznaczona met. Proctora  r_ds.=1,85 g/cm³, kąt tarcia wewnętrznego f=35°. Z uwagi na ważność objektu, współczynnik bezpieczeństwa (pewności) powinien posiadać wartość nie mniejszą niż F_min=1,6.

 

Zadanie 2

Określić siły zewnętrzne i wewnętrzne działające na klin odłamu

w przypadku zastosowania metody szwedzkiej Felleniusa do oceny stateczności skarpy przedstawionej na poniższym rysunku.
Podać wzory na wskaźnik stateczności „F” (pominąć wytrzymałość

na ścinanie wykładziny uszczelniającej zbiornik wody).

 

Zadanie 3

W momencie pionowego podcięcia skarpy o wysokości 3,0 m nastąpił zsuw  warstwy gliny zboczowej po powierzchni styku z podłożem skalnym. Określić średnią wartość wytrzymałości „t_s” na styku warstw.

Zadanie 4

Omówić schemat postępowania przy sprawdzaniu stateczności skarpy w warunkach gruntowych jak na schemacie, poczynając od:

• oceny wartości parametrów materiałowych,

• wyboru metody obliczeniowej,

• przeprowadzania obliczeń.

Należy rozważyć wszystkie możliwe podejścia do zagadnienia.

Zadanie 5

Omówić schemat postępowania przy sprawdzaniu stateczności skarpy

w warunkach gruntowych jak na schemacie, poczynając od:

• oceny wartości parametrów materiałowych,

• wyboru metody obliczeniowej,

• przeprowadzania obliczeń.

 Należy rozważyć wszystkie możliwe podejścia do zagadnienia.

Zadanie 6

Ocenić możliwość pozostania osuwiska na skarpie wykopu dla założonej powierzchni poślizgu.

 

Zadanie 7

Określić graniczny profil skarpy o wysokości H=6m uformowanej z gruntu sypkiego o następujących parametrach: ciężar objętościowy g=19 kN/m³, ciężar objętościowy z uwzględnieniem wyporu  g’=11 kN/m³, kąt tarcia wewnętrznego f=30°. Przez skarpę przepływa woda gruntowa, której linie prądu na odcinku BC są równoległe do powierzchni skarpy.

Zadanie 8

Przedstawić sposób oceny stateczności skarpy przedstawionej na rysunku. Podać schemat obliczeniowy, metodę oraz wzór na wskaźnik stateczności „F”.

 

Zadanie 9

Sprawdzić, czy pionowa skarpa o wysokości 1 m, obciążona wzdłuż górnego brzegu poziomego naciskiem 50 kPa, posiada wymagany zapas stateczności (określony minimalnym wskaźnikiem stateczności równym 1,2), wzdłuż płaskiej powierzchni poślizgu nachylonej pod kątem 45° i przechodzącej przez dolną krawędź. Ciężar objętościowy gruntu przyjąć równy 20 kN/m³, kąt tarcia wewnętrznego 20°, a spójność 20 kPa.

 

Zadanie 10

Obliczyć wskaźnik stateczności zbocza pionowego przy przyjęciu powierzchni poślizgu AB jak na rysunku dla następujących parametrów: g=20 kN/ m³, c=10 kPa, f=30°, a=30°, H=2 m.

Zadanie 11

Ocenić możliwość powstania osuwiska na skarpie w wyniku zsuwu warstwy iłu po kontakcie z zalegającą poniżej warstwą piasku gliniastego. Wymiary geometryczne skarpy i parametry geotechniczne warstw podano na rysunku.

 

Zadanie 12

Rysunek przedstawia pionową skarpę. Określić głębokość wykopu H_W, przy której skarpa utraci stateczność. Parametry iłu:  g=20 kNm³, g_sr=26,5 kN/m³,  j=12°, c=50 kPa, R_z=20 kPa  {wytrzym. na rozciąganie),  n=0,32, w_n=22%. Parametry piasku drobnego: g=17 kNm³, g_s=26,7 kN/m³, j=30°, R_z=0 kPa, n=0,46, w_n=7%. Informacja uzupełniająca: jako parametry wytrzymałości "na kontakcie" można przyjąć parametry gruntu o mniejszej wytrzymałości na ścinanie.

 

Zadanie 13

Dla skarpy schematycznie przedstawionej na rysunku, stwierdzono pojawienie się objawów postępujących procesów osuwiskowych. W celu zapewnienia jej stateczności zaproponowano wykonanie przypory z gruntu niespoistego.

a) Jakimi metodami i dla jakich schematów obliczeniowych należy sprawdzić stateczność obiektu?

b) Jakie, prócz przypory, można zastosować działania poprawiające stateczność obiektu?

c) Jakie objawy świadczą o występowaniu procesów osuwiskowych?

 

Zadanie 14

W jaki sposób zmieni się wskaźnik stateczności {np. w metodzie Felleniusa) dla wskazanego bloku po odwodnieniu skarpy? Parametry gruntu: g=17 kNm³, g_s=26,7 kN/m³,  j=30°, j’=28°, n=0,46, w_n=9%.  {powyżej zwierciadła wody gruntowej ), k=0,5 * 10^-2 cm/s.

Zadanie 15

Omówić sposób analizy stateczności skarpy gruntowej ze zdeterminowaną powierzchnią poślizgu przechodzącą wzdłuż styku dwu warstw konsekwentnie nachylonych (należy podać schemat zadania, założenia,  sposób doboru parametrów geotechnicznych - w szczególności wytrzymałości na powierzchni poślizgu)

Zadanie 16

W skarpie zbudowanej z gruntu o c’=0 i  f’=36° może występować okresowo zwierciadło wody w koronie z możliwością filtracji równolegle do skarpy. Określić maksymalny kąt nachylenia skarpy zapewniający wartość wskaźnika stateczności 1,5 przyjmując powierzchnię poślizgu równolegle do skarpy. Jaka będzie wartość wskaźnika stateczności tej skarpy, gdy zwierciadło wody będzie znajdowało się bardzo głęboko poniżej korony skarpy? Ciężar objętościowy gruntu w warunkach pełnego nasycenia porów wodą przyjąć 20 kN/m³.

 

Zadanie 17

Przedstawić tok postępowania podczas analizy stateczności skarpy, wewnątrz której występuje zdeterminowana powierzchnia poślizgu w postaci zespołu płaszczyzn o zróżnicowanym nachyleniu w stosunku do poziomu.

 Zadanie 18

Przedstawić sposób ustalania granicznego kształtu skarpy o wysokości H zbudowanej z gruntu spoistego o parametrach geotechnicznych g,  j, c - przy wykorzystaniu metody Masłowa.

 Zadanie 19

W jaki sposób uwzględnia się w analizie stateczności skarp gruntowych obciążenie zewnętrzne (rozłożone lub skupione) przyłożone na koronie skarpy lub na jej powierzchni.