MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE

MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE Sem. I Sem. Mechanika Gruntó Funamentoanie 1 Cztery zaanicze części przemiotu: Właściości fizyczne gruntó Właściości mechaniczne - ściśliość -ytrzymałość (na ścinanie) Naprężenia ośroku gruntoym Wybrane zaganienia praktyki geotechnicznej i inżynierii -naprężenia po funamentem bezpośrenim -mechaniczne oziałyanie oy na zkielet gruntoy -tateczność karp -parcie gruntu na kontrukcje oporoe 1

Program ykłaó: Wykła 1: Hitoria i rozój mechaniki gruntó. Rola i zaania inżynierii geotechnicznej buonictie. Klayfikacja gruntó buolanych. Przeglą łaności fizycznych gruntó. Wykła : Właności fizyczne gruntó: topień zagęzczenia i kaźnik zagęzczenia -yznaczanie na potaie baań laboratoryjnych i poloych. Wykła 3: Właściości mechaniczne gruntó ściśliość gruntó. Laboratoryjne i poloe baania ściśliości. Krzye konoliacji i krzye ściśliości. Mouły ściśliości i mouły okztałcenia. Wykła 4: Właściości mechaniczne gruntó ytrzymałość gruntó na ścinanie. Parametry ytrzymałościoe gruntó. Hipoteza ytrzymałościoa Coulomba-Mohra. Wykła 5: Laboratoryjne baania ytrzymałościoe gruntó aparacie bezpośreniego ścinania interpretacja ynikó baań. Wykła 6: Laboratoryjne baania ytrzymałościoe gruntó aparacie trójoioego ścikania interpretacja ynikó baań. Rónania tanu granicznego gruntach. Wykła 7: Naprężenia położu gruntoym. Naprężenia pierotne. Naprężenia o obciążenia zenętrznego (iłą kupioną i obciążeniem rónomiernie rozłożonym). Naprężenia po funamentem. Wykła 8: Mechaniczne oziałyanie oy na zkielet gruntoy: ciśnienie płyoe, upłynnienie i yparcie hyrauliczne gruntu nie ykopu. Przeciziałanie. Wykła 9: Okztałcalność położa gruntoego. Wybrane zaganienia konoliacji gruntó: naprężenia całkoite i efektyne, topień konoliacji. Metoy obliczania czau konoliacji. Przypiezanie konoliacji gruntó ściśliych. Wykła : Stateczność karp i zboczy naturalnych. Rozaje ouik. Przyczyny ytępoania ouik. Rónoaga karpy z gruntu niepoitego. Wykła 11: Rónoaga karpy gruncie poitym. Sprazanie tateczności karpy metoami analizy rónoagi bryły zuu. Wykła 1: Uzglęnianie obliczeniach tateczności ciśnienia płyoego. Projektoanie nachylenia karp naypó i ykopó gruntach ypkich i poitych. Działania inżynierkie la popray tateczności karp. Wykła 13: Parcie i opór gruntu. Wyznaczanie parcia i oporu gruntu metoą Coulomba i metoą Rankine a. Wykła 14: Baania geotechniczne la potrzeb buonicta, kategorie geotechniczne. Wyazinoo ść gruntó. Wpły mrozu na grunty i metoy przeciziałania niekorzytnym zjaikom mrozoym buonictie ogólnym i rogoym. 3 Wykła 15: Repetytorium. Rozaj i zakre ćiczeń: ćiczenia laboratoryjne i projektoe Ćiczenie 1 : Wproazenie o ćiczeń. Normy buolane otyczące gruntó buolanych. Rozaje, tany i łaściości fizyczne gruntó buolanych. Ćiczenia 3-6 (laboratoryjne): a)oznaczanie granic konytencji ( granica płynności i granica platyczności gruntó), b)oznaczanie moułó ściśliości pierotnej i tórnej gruntu metoą eometryczną, c)prazian, baania ytrzymałości gruntó na ścinanie aparacie bezpośreniego ścinania, )baania zagęzczalności gruntu aparacie Proctora. Ćiczenie 7 (obliczenioe): Ocena tateczności gruntu nie ykopu z uagi na upłynnienie gruntu oraz yparcie hyrauliczne. Ćiczenie 8 9 (obliczenioe): Rozkła naprężeń gruncie obciążonym iłą kupioną i protokątnym obciążeniem rónomiernie rozłożonym. Ćiczenie (obliczenioe): Sprazian. Obliczenia konoliacji gruntó ściśliych metoą analityczno graficzną. Ćiczenie 11 1 (obliczenioe):. Obliczenie tateczności karp gruntach niepoitych i poitych. Ćiczenie 13 (obliczenioe): Wyznaczenie artości parcia czynnego i oporu gruntu Ćiczenie 14 : Sprazian. Ćiczenie 15: Zaliczenie ćiczeń 4

Efekty kztałcenia Po ukończeniu kuru tuent poinien znać łaściości fizyczne i mechaniczne gruntó buolanych raz z metoami ich oznaczania, umieć yznaczać naprężenia obciążonym ośroku gruntoym oraz rozumieć relacje pomięzy naprężeniami i okztałceniami gruncie. Przemiot aje teoretyczne potay projektoania funamentó buoli i innych kontrukcji inżynierkich, tym obiektó buonicta ziemnego. Informacje oatkoe: Przemioty poprzezające: matematyka, mechanika buoli, hyrogeologia z potaami geologii, hyromechanika. Zakre i tematyka materiału zotały uzgonione z proazącymi przemiot hyrogeologia z potaami geologii. Warunki zaliczenia przemiotu Zaliczenie ćiczeń natępuje na potaie ocen ze prazianó oraz ykonania ćiczeń obliczenioych. Przemiot emetrze 4 kończy ię egzaminem rygoroym. Zaliczenie przemiotu emetrze 4 jet arunkiem koniecznym kontynuoania nauki przemiotu emetrze 5.. 5 Zalecane pozycje literatury S. Piarczyk, Mechanika gruntó, Oficyna Wyanicza Politechniki Warzakiej, Warzaa, 1998. Z. Wiłun, Zary geotechniki, WKŁ, Warzaa 1987. M. Obrycki, S. Piarczyk, Zbiór zaań z mechaniki gruntó, Oficyna Wyanicza Politechniki Warzakiej, Warzaa, 1999. E. Myślińka, Laboratoryjne baania gruntó, PWN, Warzaa, 199 A. Czamara, J. Koalki, T. Molki, Hyrogeologia inżynierka z potaami gruntoznata. Przeonik o ćiczeń. Wy. AR e Wrocłaiu. 005 (Rozz. 1 i 4). PN 81/B 0300. Grunty buolane. Poaoienie bezpośrenie buoli. Obliczenia tatyczne i projektoanie. PN 74/B 0480. Grunty buolane. Baania poloe. PN 88/B 04481. Grunty buolane. Baania próbek gruntu. PN 86/B 0480. Grunty buolane. Określenia, ymbole, poział i opi gruntó. PN B 0479. Geotechnika. Dokumentoanie geotechniczne. Zaay ogólne. PN B 0481.Geotechnika. Terminologia potaoa. Symbole literoe i jenotki miar. 6 3

FRAKCJE UZIARNIENIA 0.0 Części zkieletoe Części ziemite Piaek Pył Części płaialne Kamienie Żir Piaek gruby Piaek śreni Piaek robny Pył gruby Pył robny Ił pyłoy gruby Ił pyłoy robny 40.00 0.00.00.000 1.000 0.500 5 0.50 0.0 0.050 0.00 0.0 0.005 0.00 Frakcja kamienita (fk) Frakcja żiroa (fż) Frakcja piakoa (fp) Frakcja pyłoa (fp) Czątki Ziarna Ił koloialny 0.001 Frakcja iłoa (fi) P T Gleboznacze PN-B/0480 7 0 AKADEMIA ROLNICZA e Wrocłaiu LABORATORIUM GEOTECHNICZNE WYKRES UZIARNIENIA GRUNTU F R A K C J E Baanie nr... Otór nr... Głębokość... iłoa pyłoa piakoa żiroa kam. 0 90 f p 45% f π 37% zaartość czątek o śrenicy mniejzej niż [%] 80 70 50 40 30 0 Rozaj gruntu... 0 30 40 50 70 80 zaartość czątek o śrenicy iękzej niż [%] f i 18% 0 0.00 0.006 0.00 0.050 0.50 0.001 0.0 0.0 1.000.000 0.000 Śrenica zatępcza ziarna (czątki) - [mm] 0.500.000 5.000 16.00 0.00 5.00 40.00 90 0 8 4

Cechy charakteryzujące uziarnienie U kaźnik różnoziarnitości 30 C kaźnik krzyizny uziarnienia Oba / kaźniki charakteryzują przyatność gruntu o buoy naypó (z uagi na łatość zagęzczania). Żiry łato można zagęzczać, gy U > 4 oraz C 1-4 Piaki łato ię zagęzczają gy U > 6 oraz C 1-4 9 Klayfikacja gruntó niekalitych mineralnych ( na potaie normy PN-86/B-0480 ) Grunty Naza gruntu Symbol Uziarnienie Kamienite 50 > 40 mm zietrzelina KW ƒ i % zietrzelina KWg ƒ i > % gliniata rumoz KR ƒ i % rumoz gliniaty KRg ƒ i > % Doatkoe kryteria lub nazy Grunty ytępujące miejcu ietrzenia kały tanie nienaruzonym grunt ytępuje poza miej cem ietrzenia kały pierotnej, lecz i oazania ozie otoczaki KO grunt oazony ozie Gruboziarnite 50 40 mm 90 > mm żir Ż ƒ i % żir gliniaty Żg ƒ i > % popółka Po ƒ i % popółka gliniata Pog ƒi > % ƒ k +ƒ ż > 50% 50% ƒ k +ƒ ż >% 5

Klayfikacja gruntó niekalitych mineralnych ( na potaie normy PN-86/B-0480 ) Zaartość frakcji % > mm > 0,5 mm >0,5 mm piaek gruby Pr < > 50-50 > 0.5 mm GRUNTY DROBNOZIARNISTE Niepoite Spoite piaek śreni P < < 50 > 50 0,5 mm 50 > 0,5 mm piaek robny P < < 50 < 50 50 0,5 mm piaek pylaty P π < < 50 < ƒ p ƒ π ƒ i piaek gliniaty Pg -98 0-30 - pył piazczyty πp 30-70 30-70 0- pył π 0-30 -0 0- glina piazczyta Gp 50-90 0-30 -0 glina G 30-30- -0 glina pylata Gπ 0-30 30-90 -0 glina piazczyta zięzła Gpz 50-80 0-30 0-30 glina zięzła Gz 0-50 0-50 0-30 ƒ p 68-90%; ƒ π -30%; ƒ i 0-% mało poite I p 1-% śrenio poite I p -0% zięzło poite I p 0-30% glina pylata zięzła Gπz 0-30 50-80 0-30 ił piazczyty Ip 50-70 0-0 30-50 ił I 0-50 0-50 30-0 ił pylaty I π 0-0 50-70 30-50 barzo poite I p > 30% 11 Trójkąt Fereta 0 90 80 70 Kolorem czeronym pokazano określenie rozaju gruntu la ykreu uziarnienia poanego na lajzie nr 8 Ił 50 Ił piazczyty 40 Ił pylaty piazczyta zięzła piazczyta Piaek gliniaty zięzła Pył piazczyty pylata zięzła pylata Pył 30 0 Piaek Piaek pylaty Frakcja pyłoa Poział gruntó robnoziarnitych g. PN-86/B-0480 1 6

Potaoe cechy fizyczne gruntó buolanych. m ρ m m m m m m ρ Pozotałe cechy fizyczne (tanoiące pochone cech potaoych). m ρ ρ 1+ p ρ ρ n ρ e p ρ ρ ρ ρ Sr e ρ p ρ n r at ilgotność całkoita, (przy S r 1) ρ 13 Charakterytyczne ciężary objętościoe gruntu i ich orientacyjne artości liczboe (przy poroatości n 0,30 oraz γ kn/m 3 ) Cecha Naza Orientacyjna artość m γ Ciężar łaściy 6 kn/m 3 m γ Ciężar objętościoy zależny o ilgotności gruntu (γ < γ < γ r ) γ (1 n)γ Ciężar objętościoy zkieletu gruntoego 18, kn/m 3 γ r (1 n) γ + nγ γ' (1 n) (γ - γ ) γ" γ - p γ iγ Ciężar objętościoy przy całkoitym nayceniu poró oą (przy S r 1) Ciężar objętościoy z uzglęnieniem yporu oy Ciężar objętościoy z uzglęnieniem ciśnienia płyoego (przy pionoym przepłyie oy o góry) 1, kn/m 3 11, kn/m 3 zależny o paku hyraulicznego (0, gy i i kr < γ" < γ') 14 7

EN ISO 14688-1 Bo -Bouler Co -Cobble Gr -Gravel Sa -San Si -Silt Cl -Clay LBo Bo Co CGr MGr FGr CSa MSa FSa CSi MSi FSi Cl 00 0 40 1 0,1 0,05 0,01 0,00 0,001 630 00 63 0 6,3 0,63 0, 0,063 0,0 0,0063 0,00 PN-86/B-0480 f k frakcja kamienita f ż frakcja żiroa f p frakcja piakoa f π frakcja pyłoa f i frakcja iłoa 0,0001 15 PN-86/B-0480 Naza gruntu: (G) EN ISO 14688-1 Naza gruntu: ił pylato piazczyty (aicl) 16 8