- •1 Основные понятия и определения курса.
- •2 Цели и задачи курса. Связь с другими дисциплинами.
- •Главная задача курса освоение методик расчета грунтовых оснований.
- •4 Грунтовые основания. Происхождение грунтов.
- •5 Составные части (компоненты) грунтов. Грунты представляют собой пористые материалы, поры которых могут быть полностью или частично заполнены водой. Составные части
- •6 Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
- •7 Виды воды в грунтовом основание.
- •8 Воздух и органические вещества в грунте.
- •9 Понятие о текстуре и структуре грунтов.
- •10 Физические свойства грунтов и их характеристики.
- •11 Пределы Аттерберга
- •12 Классификация грунтов по гост.
- •14 Сжимаемость грунтов. Компрессионные испытания.
- •15 Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.
- •16 Сжимаемость массива грунта. 17 Испытание грунта штампом.
- •18 Полевые методы определения модуля деформации грунта.
- •19 Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.
- •20 Сопротивление грунта сдвигу. Основные понятия.
- •21 Основные понятия теории прочности грунта.
- •22 Предельное сопротивление грунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.
- •23 Закон Кулона для связанных и несвязанных грунтов.
- •24 Испытания по схеме трехосного сжатия.
- •25 Условия прочности несвязных связных грунтов ( испытания в стабилометре).
- •26 Полевые методы испытания на сдвиг.
- •27 Водопроницаемость грунтов. Законы движения воды в грунте
- •Закон Дарси Закон ламинарной фильтрации или закон Дарси (Дарси, 1885) записывается виде:
- •28 Эффективные и нейтральные давления (напряжения) в грунте.
- •29 Природа (физические причины) длительного протекания деформаций в грунте.
- •30 Особые свойства грунта.
- •31 Использование характеристик физических свойств грунтов для приближенной оценки их механических свойств.
- •32 Выбор расчетных значений характеристик грунта.
- •33 Напряжение в грунте от собственного веса.
- •34 Напряжение в грунте от сосредоточенной силы.
- •35 Напряжения в грунте от распределенной нагрузки.
- •Напряжения от действия внешней нагрузки под центром фундамента.
- •36 Метод угловых точек.
- •37 Напряжения в грунте от вертикальной равномерно распределенной полосовой нагрузки.
- •38 Распределение напряжений в грунте по подошве фундамента сооружения.
- •39 Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
- •Метод коэффициента постели
- •41 Определение начального критического давления.
- •42 Определение конечного критического давления
- •43 Расчет конечных осадок
- •Определение деформаций оснований (осадки) по методу послойного суммирования
- •Расчет осадок по методу эквивалентного слоя
- •♯ Виды нарушения откосов
- •♯ Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения
- •♯ Давление грунта на ограждающую поверхность
- •44 Алгоритм расчета осадки основания фундамента
- •4 5. Понятие о расчете осадок во времени
6 Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
Важная характеристика грунта – это размеры минеральных частиц или гранулометрический состав (зерновой состав). Он определяется путем рассеивания на ситах, набор которых регламентируется стандартом. Гранулометрический состав очень мелких частиц можно определить методом отмучивания.
В результате рассева строится график (рисунок 2.2.3), который показывает гранулометрический состав грунта и в то же время указывает на однородность грунта. Называется график кривой гранулометрического состава - это интегральная кривая распределения зерен грунта по размеру.
Полулогарифмический масштаб: по оси абсцисс откладывают не диаметры частиц, а их логарифмы или величины, пропорциональные логарифмам. В начале координат ставят число 0,001, а затем, принимая lg10 равным произвольному отрезку, откладывают этот отрезок в правую сторону 2-3 (4) раза, делая отметки и ставя против них последовательно числа 0,01; 0,10; 1,00 и 10,00. Расстояние между каждыми двумя метками делят на девять частей, пропорционально логарифмам чисел 2,3,4,5,6,7,8 и 9.
Если lg10 = 1 и соответствует отрезку = 4 см,
то lg2 = 0,301 → 0,301*4 = 1,2 см,
lg3 = 0,477 → 0,477*4 = 1,9 см,
lg4 = 0,602 → 0,602*4 = 2,4 см и т.д.
Указанные отрезки откладывают по оси абсциссе от начала координат и от каждой метки, ограничивающей отрезок = 4 см.
7 Виды воды в грунтовом основание.
Поверхность грунтовой частицы заряжена отрицательно. Диполи воды группируются вокруг частицы и создают оболочку из, так называемой, плотно связанной воды. Физические свойства этой пленки значительно отличаются от воды, например, плотность ρ = 2 г/см³. эту пленку окружает, так называемый, слой рыхло связанной воды.
Вместе эта вода называется молекулярной влагоемкостью. В иды воды: 1 – минеральная частица грунта; 2 – диполи воды; 3 – плотно связанная вода; 4 – рыхло связанная вода.
При дальнейшем увеличении количества воды в грунте, вода начнет заполнять пустоты между частицами. Пустоты имеют различные размеры, в том числе и размеры капилляров (< 1 мм). Вода, находящаяся в капиллярных пустотах называется капиллярной и обладает капиллярными свойствами, т.е. не подчиняется гравитационным законам. Вода, находящаяся в пустотах большего диаметра (> 1-2 мм), называется свободной водой (и подчиняется гравитационным законам).
Итак, вода в грунте может быть четырех видов, не считая замерзшей.
Гравитационная вода подчиняется законам гидравлики. При этом свободная вода способна перемещаться в грунте под действием гидродинамических сил (разности напоров), а капиллярная - обычно неподвижна, она «зависает» в порах грунта благодаря действию калиллярных сил.
Связанная вода образуется благодаря действию вокруг глинистых частиц электромолекулярных сил. Такая вода характерна в основном для глинистых грунтов, так как из-за малых размеров глинистых частиц площадь их контакта с окружающей водой очень велика.
Наиболее близкие к поверхности твердой частицы слои молекул образуют, прочно связанную воду. Такая вода находится в особом твердом состоянии, при котором ее прочность соизмерима с прочностью твердых частиц. Тем не менее, она обладает структурой, отличной от структуры льда, ее молекулы ориентированы в строгом порядке и виде цепочек (у льда они образуют кристаллическую решетку). Этот вид воды следует относить к твердому компоненту грунта.
Рыхло связанная вода образуется в более отдаленных слоях диффузной оболочки. Ориентация молекул выражена в ней слабее, чем у прочно связанной воды, прочность ниже, и в целом она занимает промежуточное положение между твердым и жидким состоянием.
По сравнению с гравитационной водой связанная вода обладает большей плотностью, большей вязкостью, более низкой температурой замерзания (глины полностью замерзают лишь при -20...-30°С).
В несвязных грунтах доля связанной воды мала настолько, что всю воду в них допустимо считать гравитационной.
При изучении грунтовых условий наибольшее внимание уделяется гравитационной воде. Это основной вид воды в грунте, определяющий его поведение под нагрузкой, набухание, морозное пучение и прочие свойства. Проблемы защиты заглубленных помещений от подтопления, также связаны именно с этим видом воды.