geoinz-W5, Geologia inżynierska


WYKŁAD V - 10.11.2010

  1. Pojemność cieplna w gruntach - zdolność gruntu do pobierania energii przy wymianie ciepła

  2. Ciepło właściwe (c) - liczbowo równe ilości ciepła, jaką trzeba dostarczyć do gruntu aby podnieść/obniżyć temperaturę o 1 oC (cal/stopnie (deg) x g)

Gleby i torfy: c = 0,2 do 0,5

Woda w temperaturze 20 oC: c = 1

Im więcej minerałów ilastych, tym większa pojemność cieplna.

  1. Przewodnictwo cieplne - ilość ciepła przewodzonego przez grunt w jednostce czasu na odcinku równym jednostce długości przy różnicy temperatur = 1 (cal/cm x s x deg)

λ = a x ebw + c

w - wilgotność gruntu

e - podstawa logarytmu naturalnego

a, b, c - współczynniki empiryczne różne dla różnych gruntów

Większość minerałów skałotwórczych ma λ = 1 do 9 x 10-3

Powietrze ma λ = 5 x 10-5

  1. Odporność na zamarzanie (współczynnik mrozoodporności) - Km - iloraz wytrzymałości na ściskanie gruntu zamrożonego do jego wytrzymałości na ściskanie gruntu nie zamrożonego.

Km = Rc zam./Rc

  1. Wysadzinowość gruntu - dokończenie:

    1. Jeżeli Tp >= 0 i Tg > 0, to woda w gruncie nie zamarza

    2. Jeżeli Tp < 0 i Tg < 0, to woda zamarza w porach gruntu, nie ma dopływu wody kapilarnej

    3. Może występować także sytuacja, w której woda zamarza w porach gruntu i jest dopływ wody kapilarnej

  1. Kapilarność gruntu - zdolność gruntu do podnoszenia się w kapilarach. Kapilarność bierna - zdolność gruntu do utrzymywania się w kapilarach, gdy nie ma już kontaktu ze zwierciadłem wód podziemnych

  2. Kryteria wysadzinowości gruntów:

    1. Casagrande (1934) - według którego zalicza się do wysadzinowych grunty bardzo różnoziarniste (U>15), które zawierają więcej niż 3% cząstek mineralnych mniejszych od 0,02 mm oraz grunty równoziarniste (U<5) zawierające ponad 10% ww. cząstek.

    2. Beskowa (1935) - według którego uwzględnia się wpływ geologicznego pochodzenia gruntu, wielkość średnicy d50, procentową zawartość o średnicy mniejszej od 0,062 mm i 0,125 mm oraz kapilarność bierną przy wilgotności równiej granicy płynności.

    3. Wilna (1958) - według którego uwzględnia się uziarnienie gruntów i kapilarność bierną gruntu Hkb. Wilun pod względem wysadzinowości dzieli grunty na 3 grupy:

      1. Grupa A - grunty niewysadzinowe o Hkb < 1,0 m, bezpieczne w każdych warunkach wodnogruntowych i klimatycznych; są to grunty zawierające poniżej 20% cząstek mniejszych od 0,05 mm i poniżej 3% cząstek mniejszych od 0,02 mm (należą tu czyste żwiry, pospółki i piaski)

      2. Grupa B - grunty wątpliwe (mało wysadzinowe) o Hkb < 1,3 m, zawierające 20-30% cząstek mniejszych od 0,05 mm i 3-10% cząstek mniejszych od 0,02 mm (należą tu piaski bardzo drobne, pylaste i próchnicze).

      3. Grupa C - grunty wysadzinowe Hkb > 1,3 m; są to grunty zawierające powyżej 30% cząstek mniejszych od 0,05 mm i powyżej 10% cząstek mniejszych od 0,02 mm (należą tu wszystkie grunty spoiste i namuły organiczne).

hz = 23pierwiastek kwadratowy z wm+2 [cm]

hz - głębokość przemarzania

wm - suma średnich ujemnych temperatur miesięcznych z wielolecia

  1. Wskaźnik wysadzinowości:

Ww = Sg x Sh x Sk

Sg - czynnik zależny od uziarnienia gruntu

Sh - czynnik zależny od położenia zwierciadła wody

Sk - czynnik zależny od klimatu

0x01 graphic

  1. Jeżeli Ww = 1 do 5, to warunki pewne - brak wysadzin

Jeżeli Ww = 5 do 15, to warunki niepewne

Jeżeli Ww = 15,1 - 24, to warunki niebezpieczne

  1. Wysadzinowość gruntów - problemy budowlane. Największe problemy wysadzinowość sprawia dla drogowców - powierzchnia pierwotnie równa po zimie faluje się.

Przełomy drogowe mają formę pofalowanej powierzchni - tworzą się wczesną wiosną.

Powstawanie przełomów - rys.2

0x01 graphic

  1. Wilgotność gruntu w - procentowy stosunek masy wody mw zawartej w jego porach do masy szkieletu gruntowego ms

W = mw/ms x 100%, gdzie:

mw - masa wody

ms - masa cząstek gruntu (szkieletu gruntowego)

Wilgotność naturalna wn - nazywamy wilgotność, jaką ma grunt w stanie naturalnym

  1. Porowatość gruntu [n] - stosunek objętości porów Vp w danej próbce gruntu do objętości całego gruntu V (szkielet gruntu + pory)

Współczynnik porowatości: n = Vp/V

Wobec trudności bezpośredniego pomiaru objętości porów Vp i objętości szkieletu Vs wykorzystuje się metodę pośrednią, opartą na zależnościach wynikających z rysunku.

  1. Porowatości niektórych wybranych gruntów:

GRUNT

POROWATOŚĆ [%]

Żwiry

26-48

Piaski eoliczne

37-41

Gliny zwałowe

24-37

Lessy

34-45

Iły poznańskie

31-52

Iły warwowe

34-52

Granit

0,02-1,8

Torf

72-90

  1. Porowatość jest czynnikiem zmiennym w czasie geologicznym.

  2. Wskaźnik porowatości gruntu [e] - stosunek objętości porów Vp do objętości cząstek gruntu (szkieletu gruntoweg) Vs

e = Vp/Vs = Vp/V-Vp = Vp/V /1-Vp/V = n/1-n = ρsdd

Pomiędzy wskaźnikiem porowatości e a porowatością n istnieją zależności:

n = e/1+e

  1. Wskaźniki porowatości dla poszczególnych gruntów.

GRUNT

WSKAŻNIK POROWATOŚCI [%]

Żwiry

35-92

Piaski eoliczne

59-69

Gliny zwałowe

31-59

Lessy

51-84

  1. Wilgotność całkowita [WR] gruntu - istnieje wtedy, gdy jego pory są całkowicie wypełnione wodą (oblicza się ją w procentach).

WR = nρw/(1-n) ρs x 100 = eρws x 100%

Stopień wilgotności gruntu Sr określa stopień wypełnienia porów gruntu wodą.

Sr = Vw/Vp = wn/wr

  1. Stopnie wilgotności gruntu niespoistego - zależnie od wartości stopnia wilgotności gruntu Sr rozróżniono następujące stany zawilgocenia gruntów niespoistych:

Maksymalna wartość stopnia wilgotności Sr = 1,0 - pory całkowicie wypełnione wodą.

  1. Wilgotność optymalna wopt - to taka, przy której uzyskuje się największe zagęszczenie w przypadku gruntów niespoistych i niektórych gruntów spoistych.

  2. Konsystencja i stan gruntu spoistego.

Wskaźnik charakteryzujący właściwości gruntów spoistych w zależności od intensywności ich współdziałania z wodą.

Stopień spójności układu cząstek zależny od ilości wody i stanu fizycznego tych cząstek.

Zmienny stopień spójności powoduje różną odporność gruntu na działanie sił zewnętrznych.

  1. Konsystencje gruntów spoistych (makroskopowo):

    1. Płynna - grunt zachowuje się jak ciecz i nie ma prawie żadnej wytrzymałości

    2. Plastyczna - grunt odkształca się przy pewnym nacisku, nie ulega przy tym spękaniom i zachowuje nadany mu kształt

    3. Zwarta - grunt odkształca się dopiero przy dużych naciskach, przy czym odkształceniom towarzyszą spękania

  1. Wzór na ustalanie stopnia plastyczności:

IL = 1,25 * x/A * fi

1,25 - wilgotność, o którą obniżamy wilgotność gruntu przy jednym wałeczkowaniu

x - liczba udanych wałeczkowa

A - aktywność koloidalna gruntu (oscyluje wokół 1)

fi - zawartość procentowa frakcji iłowej

  1. Sprzęt laboratoryjny do oznaczeń granicy płynności gruntów spoistych:

    1. Aparat Casagrande

    2. Stożek Wasiliewa

  2. Granice konsystencji - są to pewne wilgotności graniczne między odpowiednimi stanami gruntu.

Granice konsystencji wg Atterberga:

    1. granica skurczalności (ws) - występuje pomiędzy stanami zwartym i półzwartym

    2. granica plastyczności (wp) - występuje pomiędzy stanami półzwartym i twardoplastycznym

    3. granica płynności (wL) - występuje pomiędzy stanami miękkoplastycznym i płynnym

Granice konsystencji wg A. Casagrande:

    1. Granica skurczalności - jest to wilgotność w procentach, przy której grunt pomimo dalszego suszenie nie zmniejsza swojej objętości i jednocześnie zaczyna zmieniać barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy;

    2. Granica plastyczności - jest to wilgotność w procentach, jaką ma grunt, gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3 mm (wg Radaszewskiego: wilgotność gruntów kruszących się wałeczków).

    3. Granica płynności - jest to wilgotności w procentach, jaką ma masa gruntowa umieszczona w aparacie Casagrande'a, w momencie, gdy wykonana w niej bruzda zlewa się przy 25 uderzeniu miseczki o podstawkę, na długości 10 mm i wysokości 1 mm.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
geoinz-W1, Geologia inżynierska
geoinz-W6, Geologia inżynierska
geoinz-w12, Geologia inżynierska
geoinz-W3, Geologia inżynierska
geoinz-W7, Geologia inżynierska
geoinz-W1, Geologia inżynierska
W5 s33 Inżynieria finanansowa
13 02 Geologia inzynierska
Geologia inżynierska Egzamin Teoria
Geologia inzynierska Egzamin Wyklady id 189201
23 10 2010 wykład geologia inżynierska
Geologia - osadowe, Studia, Budownictwo Ladowe i Wodne, Semestr II, Geologia inzynierska
Kolos inżynierska II termin ściąga, Studia, Geologia Inżynieryjna, Egzamin
Geologia inżynierska - Egzamin, Budownictwo S1, Semestr II, Geologia inżynierska, Egzamin
Kamieniołom Strzegom, studia budownictwo PB PWSZ, SEM II, geologia inzynierska
geologia inżynierska, spis tematów
skala mohsa, Geologia inżynierska
projekt 3, Geologia inżynierska UW 2013-2015, IV rok, Mechanika gruntów, Projekt 3
g-inz kolo 1, geologia, Geologia inżynierska

więcej podobnych podstron