- •1.Состав курса, связь с др.Дисцип. Основ. Понятия и терм-ия, цель и задачи курса
- •2.Основные виды, состав и состояние грунтов
- •1. Скальные грунты
- •2. Нескальные грунты
- •2.1. Крупнообломочные грунты
- •2.2. Песчаные грунты
- •2.3. Пылевато-глинистые грунты
- •2.3.1. Глинистые грунты
- •3. Строительная классификация грунтов. Составные элементы грунтов и их свойства.
- •4. Влияние состава грунта на его физико-механические свойства
- •5. Структурные связи и строение грунтов
- •6. Физические свойства и классификационные показатели грунтов
- •7. Основные физические и производные характеристики грунтов
- •8.Классификационные показатели грунтов: гранулометрический состав, плотность сыпучих грунтов, число пластичности и консистенция глинистых грунтов.
- •9. Статическое и динамическое зондирование
- •10. Сжимаемость грунтов и определение характеристик деформационных свойств
- •12 Водопроницаемость грунтов.Закон ламинарной фильтрации
- •13 Определение коэффициента фильтрации
- •14 Контактное сопротивление грунта к сдвигу. Условие прочности
- •15.Определение характеристик сопротивления сдвигу методом прямого среза образца одноосного сжатия
- •16. Определение характеристик сопротивления сдвигу методом трехосного сжатия, лопастного испытания на сдвиг при кручении, шарового штампа.
- •17. Испытания грунтов в стабилометре и в приборе с независимо регулируемыми главными напряжениями
- •18. Структурно-фазовая деформируемость грунтов. Общая зависимость между деформациями и напряжениями.
- •19.Принцип линейной деформируемости.Деформируемость отдельных фаз грунта
- •20. Особенности физ.-мех. Свойств структурно-неустойчивых просадочных грунтов.
- •21. Определение напряжений в грунтовой толще.
- •22. Распределение напряжений в случае пространственной задачи от действия одной и нескольких сосредоточенных сил
- •23 Определение сжимающих напряжений по методу угловых точек и методом элементарного суммирования
- •24 Распределение давлений по подошве фундамента опирающихся на грунт( контактная задача)
- •25. Определение напряжений от собственного веса грунта
- •26. Фазы напряженного состояния грунтов при возрастании нагрузки
- •27. Устойчивость откосов, насыпей, выемок и склонов. Причины нарушения устойчивости
- •29.Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов
- •30.Виды деформаций грунтов и причины их обуславливающие
- •31. Реологические процессы в грунтах и их значения
- •32. Физические причины, обуславливающие протекание основных реологических процессов в грунтах
- •33. Релаксация напряжений и длительная прочность связных грунтов.
- •34. Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок зданий и сооружений
- •35. Основные понятия
- •36 Способы обеспечения устойчивости стенок котлована
- •37.Защита котлованов от подтопления
12 Водопроницаемость грунтов.Закон ламинарной фильтрации
Водопроницаемость – способность фильтровать воду. Скорость напорного движения грунтовых вод зависит от размеров пор грунта, сопротивлений по пути фильтрации и величины действующих напоров . В грунтах в большинстве случаев движение воды будет ламинарным . Ламинарное движение воды происходит с тем большей скоростью, чем больше уклон поверхности уровня грунтовых вод (так называемый «гидравлический градиент»). Закон ламинарной фильтрации: расход воды в единицу времени через единицу площади поперечного сечения грунта (скорость фильтрации) прямо пропорционален гидравлическому градиенту vф = kф · i; где kф - коэффициент фильтрации, равный скорости фильтрации при градиенте i = 1 [см/сек, см/год]. Коэффициент фильтрации зависит от типа грунта и определяется экспериментально.
13 Определение коэффициента фильтрации
Согласно закону Дарси при ламинарном движении воды в полностью водонасыщенном грунте количество воды, фильтрующейся через него в единицу времени, пропорционально площади А, разности напоров воды ΔH, под действием которой происходит фильтрация, и обратно пропор- ционально длине пути фильтрации L: q K AHL-1.
Здесь Kф – коэффициент фильтрации, а HL-1 J – гидравлический градиент напора. Скорость фильтрации ф определяется как расход воды, протекающей через единицу площади поперечного сечения потока.
ф q A-1 Kф J ,
т.е. скорость фильтрации зависит линейно от гидравлического градиента. Из линейного закона фильтрации следует: коэффициент фильтрации Kф представляет собой скорость фильтрации воды при градиенте напора J=1. Измеряется Kф в м/сут. Величина этого коэффициента для различных грунтов изменяется в широких пределах и является количественной характеристикой степени его водопроницаемости . Коэффициент фильтрации грунтов зависит от физических свойств грунта и физико-химических свойств воды. Так как вязкость воды снижается с повышением ее температуры, то по- лученное в испытаниях значение Kф при фактической температуре воды Тф приводит к температуре 10 0С путем его деления на поправку:
Т = 0,7 + 0,03Тф. Расчетное значение коэффициента фильтрации Kфр 10 следует принимать равным нормативному Kфn 10, которое рассчитывается как среднеарифмети ческое n частных значений коэффициента фильтрации Kфi 10. KФР10 Kфn 10= 1/n*n(сумма Kфi10)i=1.
14 Контактное сопротивление грунта к сдвигу. Условие прочности
У большинства нескальных грунтов сопротивление растягивающим напряжениям отсутствует или настолько мало, что его практически не учитывают при проектировании оснований и земляных сооружений. Поэтому деформации такого грунта в основном происходят в результате относительного смещения частиц, а прочность определяется сопротивлением сдвигу, которое оказывают действию внешней нагрузки межчастичные (или контактные) связи.
Контактное сопротивление может быть трёх основных видов:
трение между частицами пропорциональное нормальным силам, действующим по площадкам контакта (фрикционное сопротивление); характерно для обломочных грунтов;
сцепление связности – сопротивление сдвигу частиц, которое не зависит от нормального давления, но изменяется в зависимости от влажности грунтов; характерно для глинистых грунтов;
сцепление цементационное не зависит от влажности; в грунте возможны только малые упругие деформации, после которых сразу и необратимо это сцепление нарушается. У большинства глинистых грунтов контактное трение и сцепление связности могут сочетаться, и эти грунты называют связно-фрикционными.
Определить сопротивление грунта сдвигу можно несколькими способами:
- прямого плоскостного среза;
- простого одноосного сжатия;
- трехосного сжатия на приборе стабилометре;
- вдавливания шарового штампа;
- лопастные испытания
Для сыпучих грунтов (различного рода пески, крупнообломочные грунты, галечники). Зависимость σ – τ принимается прямой, проходящей через начало координат и наклонной к оси нормальных напряжений σ под углом внутреннего трения φ
Из графика можно записать следующую зависимость: τ = σ · tgφ
Указанная зависимость – условие прочности грунта (закон Кулона) для сыпучих тел: сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление трения, прямо пропорциональное нормальному давлению.
2. Для связных грунтов (пылевато-глинистые грунты) прямая σ – τ не проходит через начало координат, а отсекает отрезок c на оси τ, так как в связных грунтах, обладающих сцеплением между частицами, при отсутствии нормального давления (σ = 0) сопротивление грунта сдвигу больше нуля, что обусловливается силами сцепления
Общее сопротивление сдвигу связного грунта можно выразить уравнением:
τ = σ · tgφ + c
Таким образом, сопротивление связного грунта сдвигу складывается из сопротивления трения, пропорционального нормальному давлению, плюс сцепление, не зависящее от давления.