ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова"
Кафедра Портов, строительного производства, оснований и фундаментов
ЛЕКЦИЯ 1-2
ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВАНИЯМ И ФУНДАМЕНТАМ. МЕХАНИКА ГРУНТОВ, ЕЕ ЗАДАЧИ И СРЕДСТВА. СОСОТАВ, СТРОЕНИЕ, ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СОСТОЯНИЕ ГРУНТОВ.
По дисциплине МЕХАНИКА ГРУНТОВ
Специальность 270104.65 Гидротехническое строительство
(код ОКСО) наименование
Санкт-Петербург
2013
Учебные вопросы.
Основные понятия и терминология. Требования к основаниям и фундаментам.
Состав, строение, физические свойства и состояние грунтов.
Время 2 часа
Литература:
А) Основная
Кириллов В.М. Механика грунтов. Учебное пособие. СПб.: СПГУВК.2006.
Далматов Б.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д. и др. Механика грунтов. Часть 1, Основы геотехники в строительстве. М.,СПб.:изд.АСВ,2000.-201с.
Шишлов С.Б., Кириллов В.М. Инженерная геология и свойства грунтов. СПб.: СПГУВК,2005.-172с.
Б) Дополнительная
1. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В. Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебное пособие. 4-е изд. М.: Высшая школа,2007.-566с.
2. Кириллов В.М. Механика грунтов. Методические указания по выполнению лабораторных работ. СПб.: СПГУВК, 2008. -22с.
3. Кириллов В.М. Расчет устойчивости набережной. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы. СПб.: СПГУВК, 2008.
4. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.
Введение.
Механика грунтов является одним из составных разделов геомеханики (наука о механических состояниях земной коры и процессах, развивающихся в ней вследствие различных естественных физических воздействий), в основу которой положены, с одной стороны, законы теоретической механики – механики абсолютно твердых несжимаемых тел, а с другой – законы строительной механики – упругости, пластичности, ползучести.
В механике грунтов рассматриваются закономерности работы под нагрузкой дисперсионных грунтов (песков, супесей, суглинков), прочность связей которых во много раз меньше прочности самих минеральных частиц. Грунты основания обычно обладают в сотни раз меньшей прочностью и иногда в тысячу раз большей деформируемостью, чем материалы, из которых возводятся здания и сооружения. Поэтому неправильная оценка физико-механических свойств грунтов и их напластования может привести к большим деформациям конструкций сооружения, а иногда и к их разрушению.
Более 70% всех аварий зданий, сооружений, насыпей, дорог, мостов, плотин ГЭС произошли из-за ошибок, допущенных при инженерно-геологических изысканиях, оценке физико-механических свойств грунтов, производстве работ нулевого цикла и эксплуатации.
В связи с увеличением этажности жилищного строительства и нагрузок на фундаменты промышленных, гражданских и транспортных сооружений, строительства этих объектов в сложных инженерно-геологических условиях роль механики грунтов в деятельности инженеров строителей будет с каждым годом.
Рис. 1. Связь курса «Механика грунтов» с другими дисциплинами.
Краткая историческая справка развития механики грунтов, оснований и фундаментов
Задачи и методы механики грунтов.
Механика грунтов, совсем ещё новая наука, созданная только за последние годы, занимается анализом явлений, происходящих в грунтах под влиянием нагрузки. Из задач, решённых механикой грунтов, наибольшее практическое значение для целей фундаментостроения имеют: определение размера осадки фундамента и изучение законов протекания осадки во времени. Для разрешения этих задач методами математического анализа выявляется зависимость между давлением на грунт и его физическими свойствами: плотностью, влажностью и т. д. До сих пор в механике грунтов изучена работа только основных типов грунтов: сыпучих (пески) и связных (глины). При этом реальная структура грунтов заменена более или менее удобными для математического анализа моделями, представляющими грунт в виде весьма малых недеформируемых частиц, одинаковых по форме и размерам, с порами между ними, заполненными или только водой, или водой и воздухом. Для определения величины осадки фундамента необходимо знать, какое давление будет в грунте не только непосредственно под фундаментом, но также в любом слое грунта, расположенном на некоторой глубине ниже подошвы фундамента. Следовательно, необходимо изучить, как распределяется давление под подошвой фундамента и как распространяется оно в толще грунта. Зная величину давления в любом слое грунта под фундаментом и зависимость между величиной давления и плотностью грунта, можно, очевидно, подсчитать, как уплотнится каждый слой и какую общую осадку эти слои дадут. Эти задачи решены механикой грунтов, и выводы её получили подтверждение в многочисленных лабораторных экспериментах и в наблюдениях за осадками существующих зданий.
Основные понятия и терминология.
Механика грунтов изучает физические и механические свойства грунтов, методы расчета напряженного состояния и деформаций оснований, оценки к устойчивости грунтовых массивов, давление грунта на сооружения.
Грунтом называют любую горную породу, используемую при строительстве в качестве основания сооружения, среды, в которой сооружение возводится или в качестве материала для сооружения.
Горной породой называют закономерно построенную совокупность минералов, которая характеризуется составом структурой и текстурой.
Под составом подразумевают перечень минералов, составляющих породу. Структура – это размер, форма и количественное соотношение слагающих породу частиц. Текстура – пространственное расположение элементов грунта, определяющее его строение (слоистость, трещиноватость и др).
Все грунты разделяются на:
естественные – магматические, осадочные, метаморфические;
искусственные – уплотненные, закрепленные в естественном состоянии, насыпные и намывные.