1.Фізичні поля Землі та їх значення при виборі місця під забудову.

Планета Земля має власні фізичні поля: гравітаційне, магнітне та теплове.

Гравітаційне поле - простір навколо Землі, в межах якого проявляються сили притягання нашої планети. Силі притяганій на поверхні Землі протидіє відцентрова сила, що виникає в наслідок обертання Землі. Тому сила притягання на Землі фактично це сила ваги, котра є результатом складання сили притягання і відцентрової сили, діючих на одиницю маси речовини. Силу ваги вимірюють в галах - одиницях, названих в честь Галілея (1 гал. дорівнює 1 см/с2). Середнє значення сили ваги прийняте за 980,63 гала.

Магнітне поле навколо Землі існує завдяки тому, що в її ядрі знаходиться багато заліза. Існування магнітного поля легко виявляється за допомогою магнітної стрілки, котра одним своїм кінцем завжди направлена на північ вздовж магнітних силових ліній. Останні оточують земну кулю, утворюючи магнітосферу яка поширюється до висоти 93 тис. км. Сила дії магнітного поля вимірюється в одиницях гамах або ерстедах.

Теплове поле. Земля має два джерела тепла: від сонячної радіації і від енергії, котра звільняється в процесі розпаду радіоактивних речовин в її надрах.

Вплив сонячного тепла на зміну температури нижче денної поверхні Землі відчутний лише до певної границі. У верхній» частині земної кори виділяють три температурні зони: I - сезонних коливань температури, II - сталої температури і ІІІ - закономірного зростання температури. Зміни температури в зоні І визначаються її сезонними коливаннями в різні пори року. Верхня границя зони II (сталої температури) закономірно знижується від екватора до полюсів: на екваторі вона находиться на глибині 1-2 м, в помірних широтах - на глибині 0-30 м, в полярних областях - на глибині 100 м і більше. В зоні і вода, що знаходиться в породах цієї зони, в арктичних і Субарктичних широтах замерзає, утворюючи багаторічну ,"вічну") мерзлоту. Нижче зони сталої температури під впливом внутрішньої теплоти Землі температура закономірно підвищується.

Геотермічний градієнт - величина зміни температури в градусах, яка відбувається з заглибленням на кожні 100 м нижче зони сталої температури. Геотермічний ступінь - глибина в метрах нижче зони сталої температури, якої потрібно досягнути, щоб температура піднялась на 1°С. Прийнято вважати, що в межах зони III літосфери температура Землі в середньому збільшується на один градус при заглибленні на кожні 30-33 м.

В різних точках Землі вказані фізичні поля діють з різною силою, значення якої відхиляється від фонових та теоретичних показників. Такі відхилення сили ваги, сили земного магнетизму та температури проявляються в аномаліях відповідних фізичних полів, котрі утворюються завдяки неоднорідностям в будові і складі Землі. Наприклад, відома магнітна аномалія в Курській обл. Росії завдячує своїм існуванням потужним покладам магнітних залізних руд в її надрах. Гравітаційні позитивні аномалії спричинені масами високо щільних гірських порід, теплові аномалії - локальним розігрівом земної кори.

2.3. Походження Землі

Яким був процес утворення Землі та Сонячної системи мільярди років тому, можна лише здогадуватись на основі спостережень за сучасними процесами, що відбуваються в космосі. В 1755 р. німецький філософ Еммануїл Кант, підтриманий відомим математиком П'єром Лапласом висунули свою гіпотезу про походження Землі, яка зараз відома в науці як гіпотеза Канта-Лапласа. За цією гіпотезою Сонце і планети Утворились внаслідок ущільнення речовини в гарячій газово- пиловій туманності, в центрі якої під впливом складних

2.Визначення характеристик міцності ґрунтів методом одноплощинного зрізування.

В лабораторних умовах опір ґрунтів зрушенню найчастіше визначають методом зрізування зразків ґрунту по одній фіксованій площині в зрізному приладу з верхньою рухомою обоймою, або з нижньою рухомою обоймою для випробування пісків. Зразок ґрунту має форму циліндра діаметром не менше 7,0 см і висотою не більше 0,5 і не менше 0,33 діаметра.

Випробовуваннями ґрунтів методом одноплощинного зрізування визначаються характеристики міцності ‒ опір ґрунту зсуву τ, кут внутрішнього тертя ґрунту φ та питоме зчеплення ґрунту С. Ці характеристики використовують для визначення розрахункового опору ґрунту для розрахунків стійкості основ, земляних споруд та укосів і схилів, для визначення бічного тиску ґрунту на огороджуючі конструкції і для рішення інших задач.

Суть методу

Випробування мерзлого грунту методом одноплощинного зрізу по поверхні змерзання проводять для визначення таких характеристик міцності: опору зрізу мерзлого грунту, ґрунтового розчину і льоду по поверхні їх змерзання з матеріалом (фундаменту або іншим твердим матеріалом) Raf, опору зрізу мерзлого грунту по поверхні змерзання з іншим грунтом або ґрунтовим розчином Rsh; опору зрізу льоду по поверхні змерзання з грунтом або ґрунтовим розчином Rsh,i .

Ці характеристики визначають за результатами випробувань зразків грунту в одноплощинних зрізувальних приладах з фіксованою площиною зрізу шляхом прикладення до зразка грунту, змороженому із зразком матеріалу фундаменту, грунтовим розчином aбо льодом, дотичного навантаження при одночаснoмy навантажуванні зразка навантаженням, нормальним до площини зрізу.

Гранично тривалі значення опору зрізу мерзлого грунту по поверхні змерзання Raf, Rsh aбо Rsh,і визначають як найбільші дотичні напруження, при яких здійснилась стабілізація деформації зразка при заданному нормальному напруженні.

Для випробувань використовують зразки грунту або грунтового розчину непорушеного і порушеного складу.

Зразки повинні мати форму циліндра діаметром не менше 70 мм і висотою від 1/2 до 1/3 діаметра.

Діаметр зразка матеріалу повинен дорівнювали діаметру зразка грунту.

Білет №4

1. 3) сьоме ,

2. 2

3. 5) текучопластичні.

4. 4) коефіцієнт пористості грунтів

5. 2) щільність скелету ґрунту.

6. 5) карбонатні.

7. 2) грабен,

8. 2) 18%

9. 1) < 30 см,

10. 5) коефіцієнт стисливості грунту. Теоретична частина.

1.Склад інженерно-геологічних вишукувань.

2.Визначення стисливості ґрунтів у компресійному приладі.

Основні показники, які характеризують стисливість ґрунтів і які найчастіше використовуються для визначення їх деформацій, є коефіцієнт стисливості ґрунту m0, модуль деформації Е і структурна міцність ґрунту на стиск Рstr. Ці показники визначають лабораторними або польовими методами. В лабораторних умовах їх визначають за результатами випробувань зразків ґрунту в компресійних приладах в умовах одноосьового статичного ступеневого навантаження без можливості поперечного розширення.

Х і д р о б о т и:.

1. Вирізують з моноліту ґрунтовідбірним кільцем ґрунт непорушеної структури і природної вологості або готують зразок порушеної будови із заданими значеннями щільності і вологості.

2. Кільце з ґрунтом накривають з відкритих торців паперовими фільтрами і встановлюють на перфорований металевий диск різальним краєм вгору.

3. Закріплюють ґрунтовідбірне кільце (7) направляючим кільцем і встановлюють на ґрунт штамп (5)

4. Всю систему одометра розміщують на станині (6) компресійного приладу.

5. Для вимірювання деформацій зразка ґрунту встановлюють два індикатори (4). Стрілки індикаторів виводять в положення 0.00.

6. Вертикальний тиск Р на зразок ґрунту передають ступенями за допомогою важеля (3), рами (6) і штампа (5) (див. рис. 4.8). Кожний ступінь тиску витримують до повної стабілізації деформації, коли величина стиснення (деформації ґрунту) не перевищує 0,01 мм за 16 годин, глинистих ґрунтів, 4 години для пилуватих і дрібних пісків, та 2 години ‒ для органо-мінеральних і органічних ґрунтів.

За умов відсутності поперечного розширення ґрунту і збільшенні вертикального тиску стисливість ґрунту буде характеризуватись зміненням коефіцієнта пористості е. Початкові ступені навантаження під час визначення стисливості пилуватих і дрібних пісків слід вибирати залежно від їхнього коефіцієнта пористості за таблицею 8.8.

Ступені тиску під час випробування пісків повинні бути рівними 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа і далі з інтервалом 0,1 МПа до необхідного значення тиску.

При випробуванні глинистих ґрунтів, в тому числі органо-мінеральних, для визначення їхньої структурної міцності на стиск Рstr, першу і наступну ступені тиску приймають рівними 0,0025 МПа до початку стиску зразка ґрунту. За початок стиску слід вважати відносну вертикальну деформацію зразка ґрунту ε > 0,005.

При подальшому навантажуванні за черговий ступінь тиску приймають найближче більше значення тиску (0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа і далі з інтервалом 0,1 МПа до кінцевого).

7. Після докладання кожного ступеня тиску покази індикаторів слід фіксувати через 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 60 хвилин і далі через кожну годину до досягнення умовної стабілізації деформації зразка.

Під час навчальних занять за браком часу дозволяється прийняти скорочені терміни умовної стабілізації до 3-5 хв., а ступені тиску на ґрунт Р прийняти 0,05; 0,10; 0,20 і 0,40 МПа. Для цього на підтримувач важіля 3 встановлюються гирі загальною масою

, кг (8.5)

де р ‒ тиск в МПа;

А ‒ площа зразка (60 см2);

m ‒ маса тягової рами приладу (2,3 кг); п ‒ кратність збільшення навантаження важелем (n = 10); 10 ‒ перевідний коефіцієнт.

Наприклад, щоб отримати тиск на ґрунт Р = 0,05МПа на підтримувач треба покласти гирю масою

кг. (8.6)

8. Довівши тиск до максирисьного (в нашому випадку до 0,4 МПа), починають зменшувати його, розвантажуючи зразок тими ж ступенями, якими відбувалось завантаження.

При розвантажуванні останній ступінь повинен відповідати тиску, який створюється тільки вагою штампа і змонтованого на ньому вимірювального обладнання.

9. Значення тиску Р і відповідні покази індикаторів, зафіксовані після настання умовної стабілізації, записують в таблицю 8.9 Туди ж записують з тарувальної таблиці величину деформації приладу δ, що відповідає даному тиску.

З а в д а н н я: в результатi виконаної роботи потрiбно визначити величину абсолютної деформації зразка ґрунту, коефіцієнт пористості ґрунту для кожного ступеня навантаження, побудувати компресійну і декомпресійну криві, вирахувати коефіцієнт стисливості ґрунту і компресійний модуль деформації10. За результатами випробувань ґрунту в компресійному приладі на основі записів в графах 1- 6 таблиці 8.9 визначають:

а) величину абсолютної деформації зразка ґрунту для кожного ступеня навантаження ∆hі = ∆ħ – δі;

б) коефіцієнт пористості ґрунту для кожного ступеня навантаження за формулою

, (8.7)

де е0 – коефіцієнт пористості зразка ґрунту до початку випробувань (табл. 8.7);

h – початкова висота зразка ґрунту (h = 25 мм);

∆hі – деформація зразка ґрунту для кожного ступеня навантаження.

11. За отриманими даними будують компресійну криву (1) (див. рис. 4.3, а; 4.4), тобто криву залежності коефіцієнта пористості ґрунту від тиску е = f(Р), а також декомпресійну криву 2 – криву розвантаження (див. рис. 4.4).

12. Вираховують з точністю до 0,001 МПа коефіцієнт стисливості ґрунту m0, який дорівнює відношенню приросту коефіцієнта пористості ґрунту до приросту тиску:

, МПа, (8.8)

де р і рк ‒ відповідно, початковий і кінцевий тиски на ґрунт (задається викладачем);

еп і ек ‒ відповідно, початковий і кінцевий коефіцієнти пористості ґрунту, що відповідають тискам рп і рк. Визичаються з побудованої компресійної кривої.

За величиною коефіцієнта стисливості ґрунти умовно поділяють на:

а) малостисливі, якщо m0 ≤ 0,05 МПа;

б) середньостисливі, якщо 0,05 < m0 ≤ 0,5 МПа; в) дуже стисливі, якщо m0 > 0,5 МПа.

13. Обчислюють компресійний модуль деформації з точністю 0,1 МПа за формулою:

, МПа, (8.9)

де е0, ‒ коефіцієнт пористості ґрунту до початку випробувань;

m0 ‒ коефіцієнт стисливості ґрунту;

β ‒ коефіцієнт, який враховує відсутність поперечного розширення ґрунту в компресійному приладі і який обчислюють за формулою:

, (8.10)

де ν ‒ коефіцієнт поперечної деформації, який визначають в приладі трьохосьового стиску ( див. рис. 4.9).

У разі відсутності експериментальних даних допускається приймати такі значення ν:

для піску і супіску 0,3 - 0,35;

для суглинку 0,35 - 0,37; для глини: якщо ІL<0 0,2 - 0,3,

0≤ ІL ≤ 0,25 0,3 - 0,38,

0,25 < ІL ≤ 1,0 0,38 - 0,45.

При цьому менші значення ν приймають при більшій щільності ґрунту.

Вважається, що значення модулів деформацій, отримані за даними компресійних випробувань, для всіх ґрунтів (за винятком сильностисливих) занижені, тому для розрахунку осідання фундаменту їх рекомендують коректувати за результатами паралельно проведених випробувань того ж ґрунту штампом. Для четвертиннх супісків, суглинків і глин можна приймати коректуючий коефіцієнт тк з таблиці 8.10, але при цьому значення Ек необхідно визначати в інтервалі тисків 0,1- 0,2 МПа..

Модуль деформації Е дорівнюватиме:

Е = Еk × mk . (8.11)

Коефіцієнти mk для алювіальних, делювіальних, озерних і озерно-алювіальних четвертинних ґрунтів з показником текучості IL≤ 0,75

Примітка. Для проміжних значень е коефіцієнт m0 визначається інтерполяцією.

Білет №5

1. - 1)

2. - 1)

3. - 2)

4. - 5

5. - 1

6.-1

7. - 4)

8. - 1)

9. - 5)

10. -3)

Теоретична частина.