- •1.Основные понятия и определения курса.
- •2.Цели и задачи курса. Связь курса с другими дисциплинами.
- •3.Краткая история развития фундаментостроения.
- •4.Грунтовые основания. Происхождение грунтов.
- •5.Составные части (компоненты) грунтов.
- •6.Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.
- •7.Виды воды в грунтовом массиве.
- •8.Воздух и органические вещества в грунте.
- •9. Понятие о структуре и текстуре грунта.
- •10. Физические свойства грунтов. Их характеристики.
- •11. Пределы Аттерберга.
- •13. Деформационные свойства грунтов. Их изучение в компрессионном приборе.
- •15. Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.
- •16. Сжимаемость массива грунтов.
- •17. Испытания грунта штампом.
- •18. Полевые методы определения модуля деформации грунтов.
- •19. Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.
- •20. Сопротивление грунтов сдвигу. Основные понятия.
- •22. Предельное сопротивление фунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.
- •23. Закон Кулона для несвязных и связных фунтов.
- •24,25. Испытание грунта по схеме трехосного сжатия в стабилометре.
- •26. Полевые методы испытания на сдвиг и определение прочностных характеристик грунта.
- •29. Природа(физические причины) длительного протекания деформаций в грунте.
- •30.Особые свойства грунта.
- •32. Выбор расчетных значений грунта.
- •33. Напряжения в грунтовом массиве от собственного веса грунта.
- •34. Напряжения в массиве от сосредоточенной силы.
- •35. Напряжение в грунте от распределенной нагрузки.
- •36. Метод угловых точек.
- •37. Напряжения в грунте от вертикальной полосовой нагрузки
- •38. Распределение напряжений в грунте по подошве жестких фундаментов (контактная задача) (Далматов, стр 115)
- •39. Распределение напряжений в грунте по подошве сооружений и конструкций конечной жесткости
- •40. Предельное напряжение состояний массива грунта . Фазы работы грунтового основания.
- •41. Определение начального критического давления.
- •42. Определение конечного критического давления.
- •43. Расчет конечных осадок
- •Расчет конечных осадок.
- •44. Алгоритм расчета осадки основания фундамента
- •45. Понятие о расчете осадок во времени
26. Полевые методы испытания на сдвиг и определение прочностных характеристик грунта.
1, Основным методом является метод «крыльчатки». Применяется для пластичных слабых глинистых и илистых грунтов, а также водонасыщенных супесей, пробы которые взять трудно, не нарушив их структуры.
Rд= 2М/( пи*d^2*h*(1+d/3h))
В забой скважины в грунт вдавливается полостная крыльчатка ( крестовина), после чего вращение рукоятки производится полный поворот на 3600 и грунт срезается по цилиндрической поверхности, высотой h и d. При этом замеряется max скручивающий момент. По этому моменту и площади среза определяется предельное сопротивление срезу.
2. Сдвиг «целика»
27. Законы движения воды в грунте.
Грунт представляет собой 3х фазную систему: он состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих. Жидкая составляющая, т.е. вода находится в порах грунта. Поры грунта могут представлять собой каналы различной формы и длины. Можно сделать предположение , что при движении воды по порам грунта потоки не будут пересекаться. Из курса гидравлики известно, что в этом случай движение будет ламинарным. Турбулентное движение возможно в скальных породах при наличии больших трещин.
Это подтвердили экспериментальные исследования ученых Дарси и Павловского. Дарси в 1886г. установил закон ламинарной фильтрации воды в грунте, который звучит таким образом: скорость фильтрации воды(расход воды через ед. площади сечения в ед.времени) прямопропорционален действующему напору и обратно пропорционален длине фильтрации, или по-другому прямопропорционален гидравлическому градиенту: Vф=КфI, где
I= (Н1-Н2)/L – гидравлический градиент. Кф- коэффициент фильтрации, который равен для крупных песков 10^-2[см/с, см/год],для супесей 10^-5, для суглинков 10^-7, для глин 10^-9. Возникновение фильтрации возможно не только при разности напоров столбов жидкости, но и при действии внешней нагрузки, при которой создается поровое давление. Напор, возникающий в этом случае, можно подсчитать по формуле: Н=Р/γв, где γв- удельный вес воды(0,001 кг с/см3). Фильтрация воды может сопровождаться такими явлениями, как механическая суффозия(вынос частиц грунта вместе с водой, что приводит в увеличению пористости и ускорению процесса) и механическая кольматация(напротив, отложение частиц в грунте, что приводит к закупориванию пор и к уменьшению пористости).
Для глинистых грунтов характерен начальный градиент напора, т.е. фильтрация начинается только после определенного значения гидравлического градиента. Это связано с тем, что в глинистых грунтах очень развиты коллоидные своиства, и связанная вода препятствует движению воды по порам грунта. это можно увидеть на графике
Песок Kф=10^- 2 см/сек
Супесь Kф=10^- 5 см/сек
Суглинок Kф=10^-7 см/сек
Глина Kф=10^- 9 см/сек
28. Понятие об эффективном и нейтральном давлении.
При приложении к грунту внешней нагрузки, она воспринимается как твердыми частицами, так и порами. Давления в поровой воде называются нейтральными. Давления в скелете – эффективными. Доля этих давлений в общем суммарном давлении зависит от вида грунта и …. во времени. При загружении водонасыщенного грунта в первый момент времени нашрузка воспринимается только водой в порах, затем вода начинает выдавливаться(отфильтровываться) в окр.зоны с меньшими напорами, так что усилия перераспределяются на твердые частицы. В конечном итоге вся нагрузка воспринимается только скелетом.
Тау пред=sigmaэф*tgфи + с
Тау пред=sigma-sigmaн*tgфи + с
Sigma=sigmaэф+sigmaн
Если рассмотреть сосуд с водой, в который помещена пружина, а сверху сосуда прикладывается поршень с отверстиями, то данную систему можно сравнить с работой грунта под действием внешней нагрузки. Пружина олицетворяет скелет грунта. В первый момент времени пружина не будет сжиматься, а действие сжимающего усилия будет воспринимать только вода. Затем вода начнет выходить из отверстий в поршне, и на стержень будут передаваться усилия. Таким образом можно сделать вывод, что полное давление, действующее на грунт будет равно: Р= Рэф+Рнейт, где Рэф- эффективное давление, действующее на скелет грунта, Рнейт. – давление возникающее в воде, это давление называется нейтральным, т.к. оно никак не действует на скелет грунта, а только вызывает фильтрацию воды. При стремлении времени t к бесконечности Р будет стремиться к Рэф. Это иллюстрируется графиком изменения давления во времени.