Механика грунтов, основания и фундаменты. Введение. Содержание дисциплины

Июль 26, 2022

Главная
География
Механика грунтов, основания и фундаменты. Введение. Содержание дисциплины

Содержание

2. Типы физико-механических свойств: - деформационные; - прочностные; - реологические.
4. Физико-механические свойства Характеризуют поведение грунтов под нагрузками. Зависят от: 1. величины нагрузки; 2. направления; 3. времени
6. 2. Нагрузка Линейное Линейные вертикальная напряжение деформации рн σн ε=∆h/h деформационные свойства Нагрузка Сопротивление Угловые горизонтальная
7. Деформационные свойства Деформационные свойства характеризуют поведение пород под нагрузками, не приводящими к разрушению. Показатели деформационных свойств:
9. Факторы, влияющие на сжимаемость: 1. Гранулометрический состав 3. Плотность 4. Влажность (учитывать возможность оттока, скорость уплотнения)
10. 5. Величина ступени нагрузки. 6. Вид нагрузки (статическая, динамическая). 7. Структурные связи. 8. Температура. 9. Обменные
11. Классификация грунтов по сжимаемости несжимаемые грунты m слабосжимаемые 0,001 среднесжимаемые 0,01 сильносжимаемые m > 0,1 см2/кгс.
12. Закон ГУКА: напряжение (σ), передаваемое на тело равно относительной деформации (ε), умноженной на модуль упругости –
16. Прочностные свойства (несущая способность грунтов) Прочностные свойства характеризуют поведение пород под нагрузками, не приводящими к их
23. Факторы, влияющие на сопротивление сдвигу: 1. Гранулометрический состав. 2. Минеральный состав. 3. Влажность. 4. Плотность. 5.
24. Реология – наука о механическом поведении тел во времени при действии на них напряжений. Виды проявления
25. Ползучесть - процесс изменения деформаций во времени под действием постоянного напряжения. Виды ползучести глинистых грунтов: осевая
26. Релаксация напряжений – это падение напряжений во времени при сохранении постоянной деформации Основной параметр релаксации –
27. Релаксация напряжений в различных телах происходит по разному (рис.3). В идеально упругих телах,( рис. 3, а),
28. Развитие деформаций во времени при нагрузке (τ = const) и разгрузке (τ = 0) в телах:
29. Основные виды технических изысканий инженерно-геодезические, инженерно-геологические и инженерно-гидрометеорологические Объекты изучения : рельеф и ситуация в пределах
30. Под инженерными изысканиями для строительства следует понимать комплексный производственный процесс, обеспечивающий строительное проектирование исходными данными о
31. Все виды инженерно-геологических изысканий проводятся в три периода – подготовительный, полевой и камеральный. По результатам выполненных
32. Далее по собранному материалу производится инженерно-геологическое районирование, т.е. членение территории на участки или зоны с относительно
33. Геологическая рекогносцировка В ПРОЦЕССЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ УСТАНАВЛИВАЮТ ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ РЕЛЬЕФА ИЗУЧАЕМОГО РАЙОНА К КОНКРЕТНОМУ ГЕНЕТИЧЕСКОМУ КЛАССУ И ГЕНЕТИЧЕСКОМУ
34. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА РЕШАЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ: – зонирование территории по видам использования; – компоновку зданий и сооружений
35. В состав крупномасштабной инженерно-геологической съемки входят: – сбор, изучение и обобщение материалов по геологическому строению; –
36. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА Общие задачи инженерно-геологической разведки : – изучение геологического разреза оснований; – определение физико-механических свойств
37. В КОМПЛЕКС РАБОТ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ ВХОДИТ: – геофизические работы; – стационарное наблюдение за режимом
38. Аварийные деформации жилого дома в г. Туле а – развитие деформаций в фасадной стене; б –
39. Линза сжимаемого торфа в основании здания. 1 – моренные тугопластичные суглинки; 2 – торф.
40. Полевые работы Электрические (Электроразведка ), Сейсмические (Сейсмическая разведка: искусств. взрывы, в песках, например, скорость колеблется от
41. основные виды выработок Р а с ч и с т к а – одна из наиболее
42. З а к о п у ш к а – небольшая воронкообразная выработка диаметром около 0,3
43. Ш у р ф – вертикальная горная выработка сечением примерно 1,25 х 1,5 м и глубиной
44. К а н а в а – выработка трапецеидального сечения с шириной по основанию около 0,6
45. БУРОВЫЕ РАБОТЫ Диаметры скважин зависят от их назначения и колеблются в широких пределах – от 89
47. Скачать презентацию

Слайд 2

Типы физико-механических свойств: - деформационные; - прочностные; - реологические.

Слайд 3

Слайд 4

Физико-механические свойства
Характеризуют поведение грунтов под нагрузками.
Зависят от: 1. величины

нагрузки;
2. направления;
3. времени воздействия;
4. физических свойств .

рстр – структурная прочность;
рпроп – предел пропорциональности (второе предельное состояние);
Рпроч – предел прочности (первое предельное состояние);
Расчеты:
По второму предельному состоянию – деформационные свойства
По первому предельному состоянию – прочностные свойства.

Слайд 5

Слайд 6

2. Нагрузка Линейное Линейные
вертикальная напряжение деформации
рн σн ε=∆h/h
деформационные

свойства
Нагрузка Сопротивление Угловые
горизонтальная сдвигу деформации
ргор τ S ( перекос)
tg α = L (высота )
ргор
прочностные свойства
3. Поведение во времени характеризуется реологическими свойствами.

Слайд 7

Деформационные свойства
Деформационные свойства характеризуют поведение пород под нагрузками, не приводящими к

разрушению.
Показатели деформационных свойств:
m – коэффициент компрессии;
Е – модуль общей деформации;
l – модуль осадки.
Определяют m и Е для вычисления осадки (расчет по деформациям, по второму предельному состоянию), которая происходит в результате уплотнения грунта под нагрузкой.
Способность грунта уплотняться под нагрузкой называют сжимаемостью.
Сжимаемость без возможности бокового расширения называют компрессией.
∆h = ho – h, мм
ε = ∆h / ho
еi = ео – ε (1+ ео )
еi - еi+1
m = tgα = - , см2/кгс
σi – σi+1
1 + ео
Е = β , кгс/см2 (МПа)
m
l = 1000 • ε , мм/м

Слайд 8

Слайд 9

Факторы, влияющие на сжимаемость:
1. Гранулометрический состав
3. Плотность
4. Влажность (учитывать возможность оттока,

скорость уплотнения)

2. Минеральный состав ( зависимость сложнее, учитывать скорость и водоудерживающую способность)

Слайд 10

5. Величина ступени нагрузки. 6. Вид нагрузки (статическая, динамическая). 7. Структурные связи. 8. Температура. 9.

Обменные катионы в грунте (учитывать водоудерживающую способность одновалентных катионов по сравнению с двух- и трехвалентными). 10. Химический состав и концентрация воды. 11. Способность грунта к набуханию.

Слайд 11

Классификация грунтов по сжимаемости
несжимаемые грунты m < 0,001 см2/кгс;
слабосжимаемые 0,001 <

m < 0,01 см2/кгс;
среднесжимаемые 0,01 < m < 0,1 см2/кгс;
сильносжимаемые m > 0,1 см2/кгс.

Слайд 12

Закон ГУКА: напряжение (σ), передаваемое на тело равно относительной деформации (ε),

умноженной на модуль упругости – модуль Юнга (Еy) σ = εy• Еy Отсюда, для скальных (упругих) грунтов: Еy = σ/ εy В дисперсных грунтах кроме упругих развиты и пластические деформации: Ео = σ/εо εо > εy , но Ео < Еy

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Прочностные свойства (несущая способность грунтов)
Прочностные свойства характеризуют поведение пород под

нагрузками, не приводящими к их полному разрушению.
Показатели:
сцепление – С;
угол внутреннего трения – φ;
угол сдвига – ψ;
угол естественного откоса – α;
временное сопротивление сжатию – Rсж.
Потеря прочности происходит под действием горизонтальных сил (сдвиг грунта), а также и вертикальных сил в виде: оползания в откосе, выпирания из-под фундамента, разрыва, образования трещин.

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Факторы, влияющие на сопротивление сдвигу:
1. Гранулометрический состав.
2. Минеральный состав.
3. Влажность.
4. Плотность.
5.

Структура.
6. Анизотропность.
7. Химический состав и концентрация воды.
8. Схема испытаний.

Слайд 24

Реология – наука о механическом поведении тел во времени при действии

на них напряжений.

Виды проявления реологических свойств:

ползучесть;
релаксация;
длительная прочность.

Слайд 25

Ползучесть - процесс изменения деформаций во времени под действием постоянного напряжения. Виды

ползучести глинистых грунтов:

осевая ползучесть грунтов развитие в грунте осевых деформаций во времени в условиях одноосного растяжения или сжатия, при этом объем грунта практически не меняется, а меняется лишь его форма;
ползучесть грунтов при сдвиге – процесс развития деформации сдвига во времени под действием постоянного касательного напряжения ﺡ, происходящей при постоянном объеме грунта.;
объемная ползучесть грунтов - развитие во времени объемных деформаций грунта.

Слайд 26

Релаксация напряжений – это падение напряжений во времени при сохранении постоянной

деформации Основной параметр релаксации – время релаксации tr Время релаксации – время достижения системой состояния равновесия

Слайд 27

Релаксация напряжений в различных телах происходит по разному (рис.3). В

идеально упругих телах,( рис. 3, а), релаксация напряжений идет бесконечно долго. В идеально вязких телах (жидкостях) деформация нарастает во времени линейно, а после разгрузки она не восстанавливается (рис. 3, б); время релаксации в таких системах наименьшее. В реальных телах (включая и грунты) наблюдаются проявления и упругости, и пластичности. Так, в упруговязком теле деформация развивается во времени, но является затухающей и полностью восстанавливающейся (рис.3, в);время релаксации напряжений в таком теле значительно. В упруговязкопластическом теле деформация также развивается во времени, но носит незатухающий характер и восстанавливается лишь частично (рис.3, г); время релаксации напряжений в таком теле незначительно.

Слайд 28

Развитие деформаций во времени при нагрузке (τ = const) и разгрузке

(τ = 0) в телах:
а – идеально упругом; б - идеально вязком; в – упруговязком; г – упруговязко-пластическом.

Слайд 29

Основные виды технических изысканий
инженерно-геодезические,
инженерно-геологические и
инженерно-гидрометеорологические
Объекты изучения : рельеф и

ситуация в пределах участка строительства, на выбираемой строительной площадке или трассе, грунты как основание или среда зданий и сооружений, подземные воды, физико-геологические процессы и формы их проявления, грунты как строительный материал.

Слайд 30

Под инженерными изысканиями для строительства следует понимать комплексный производственный процесс, обеспечивающий

строительное проектирование исходными данными о природных условиях района (участка) предполагаемого строительства.
состав инженерно-геологических изысканий:
– сбор, анализ и обобщение литературных и фондовых материалов о природных условиях района (участка) строительства;
– инженерно-геологическая рекогносцировка;
– инженерно-геологическая съемка
– инженерно-геологическая разведка.

Слайд 31

Все виды инженерно-геологических изысканий проводятся в три периода –
подготовительный, полевой

и камеральный.
По результатам выполненных работ составляют:
– при рекогносцировке – заключение, включающее в себя схематическую карту;
– при съемке – инженерно-геологическую карту, карту фактического материала и отчет;
– при разведке – отчет

Слайд 32

Далее по собранному материалу производится инженерно-геологическое районирование, т.е. членение территории на

участки или зоны с относительно однородными инженерно-геологическими условиями.

Слайд 33

Геологическая рекогносцировка
В ПРОЦЕССЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ УСТАНАВЛИВАЮТ ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ РЕЛЬЕФА ИЗУЧАЕМОГО РАЙОНА К КОНКРЕТНОМУ

ГЕНЕТИЧЕСКОМУ КЛАССУ И ГЕНЕТИЧЕСКОМУ ТИПУ, ВЫЯВЛЯЮТ И ОКОНТУРИВАЮТ РАСПРОСТРАНЕНИЕ В ПРЕДЕЛАХ ИЗУЧАЕМОГО РАЙОНА ОДНОРОДНЫХ ПО ГЕНЕЗИСУ ГРУПП ФОРМ РЕЛЬЕФА ИЛИ ОТДЕЛЬНЫХ ФОРМ РЕЛЬЕФА.

Слайд 34

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА РЕШАЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ:
– зонирование территории по видам использования;
– компоновку

зданий и сооружений проектируемого комплекса;
– прокладку трассы линейных сооружений;
– изучение участков индивидуального проектирования;
– выбор типов и предварительные расчеты оснований фундаментов проектируемых сооружений.

Слайд 35

В состав крупномасштабной инженерно-геологической съемки входят:
– сбор, изучение и обобщение материалов

по геологическому строению;
– дешифрирование аэрофотоматериалов и проведение аэровизуальных наблюдений;
– составление предварительных карт инженерно-геологических условий;
– описание местности по маршрутам;
– геофизические работы;
– проходка горных выработок, в том числе буровых скважин; – опытные полевые работы;
– лабораторные работы;
– стационарные наблюдения;
– обследование состояния зданий и сооружений на территории проведения съемок;
– камеральная обработка материалов, составление окончательных карт и отчета.

Слайд 36

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА
Общие задачи инженерно-геологической разведки :
– изучение геологического разреза оснований;
– определение

физико-механических свойств грунтов оснований, их водного и температурного режимов;
– изучение гидрогеологических условий и геодинамических процессов;
– влияние застройки территории на изменение инженерно-геологических условий;
– составление инженерно-геологической модели оснований или среды сооружений;
– установление обобщенных значений показателей физико-механических свойств грунтов в приложении к выделенным инженерно-геологическим элементам.

Слайд 37

В КОМПЛЕКС РАБОТ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ ВХОДИТ:
– геофизические работы;
– стационарное

наблюдение за режимом подземных вод, развитием инженерно-геологических процессов;
– горнопроходческие и буровые работы;
– отбор, установка и транспортировка образцов пород и проб воды;
– опытные полевые работы;
– определение показателей свойств грунтов лабораторными методами;
– специальные виды исследований;

Слайд 38

Аварийные деформации жилого дома в г. Туле
а – развитие деформаций в фасадной

стене; б – смещение несущих стен в плане; в-поперечный разрез здания; г – смещение фундаментов. 1 – обрушившаяся часть; 2 – отклонение стены;
3 – выпор грунта; 4 – деформация пола подвала.

Слайд 39

Линза сжимаемого торфа в основании здания.
1 – моренные тугопластичные суглинки; 2

– торф.

Слайд 40

Полевые работы
Электрические (Электроразведка ),
Сейсмические (Сейсмическая разведка: искусств. взрывы, в песках,

например, скорость колеблется от 0,2 до 1,5 км/с, в глинах 1–3 км/с, в известняках 3–6 км/с, во влажной породе скорость больше, чем в сухой породе ),
Радиационные (применяют радиационные методы, основанные на измерении поглощающей способности горных пород при прохождении различных излучений),
Магнитные (Магнитные свойства массивов горных пород резко изменяются в зонах тектонических разломов и трещиноватости, а также в зонах геодинамической нестабильности горных пород)

Слайд 41

основные виды выработок
Р а с ч и с т к а

– одна из наиболее простых и нетрудоемких выработок, проводимых в местах естественных обнажений и крутых склонов рельефа, когда для вскрытия пород достаточно удалить (сбросить вниз) со склона небольшой слой почвы, делювия или осыпи.

Слайд 42

З а к о п у ш к а – небольшая

воронкообразная выработка диаметром около 0,3 м и глубиной 0,5…0,8 м, выполняемая для обнажения пород (коренных), залегающих под почвенным слоем или слоем поверхностных отложений. Наибольшее применение закопушки находят при инженерно-геологической съемке.

Слайд 43

Ш у р ф – вертикальная горная выработка сечением примерно 1,25

х 1,5 м и глубиной до 20 м и более. Шурфы круглого сечения называют д у д к а м и.
Ш а х т а – вертикальная выработка сечения 2×2 или 2×3 м и глубиной до 100 м. Назначение шахты такое же, как и шурфа, но шахты, ввиду их большой стоимости, проходят только на ответственных сооружениях и в сложных геологических условиях

Слайд 44

К а н а в а – выработка трапецеидального сечения с

шириной по основанию около 0,6 м, глубиной до 3 м и протяженностью до 100…150 м. Канавы целесообразно отрывать в крутопадающих пластах и задавать направление им вкрест простиранию пластов; они могут отрываться вручную и при помощи землеройных машин

Зарисовка канавы
I–V – номера точек; 1 – растительный слой; 2 – супесь с щебнем;
3 – суглинок с щебнем; 4 – песок с валунами и галькой;
5 – песок сильно глинистый; 6 – сланцы; 7 – песок тонкозернистый слюдистый; 8 – доломиты; 9 – глины; 10 – известняк.

Слайд 45

БУРОВЫЕ РАБОТЫ
Диаметры скважин зависят от их назначения и колеблются в широких

пределах – от 89 до 325 мм и более, а глубина инженерно-геологических скважин может быть 10, 30, 100 м и более.

Ручное бурение
1 – змеевик; 2 – долото; 3 – ложка; 4 – желонка; 5 – грунтонос;6 – штанга; 7 – обсадная труба; 8 – хомут; 9 – лебедка; 10 – копер; 11 – устье скважины; 12 – забой.

Механика грунтов, основания и фундаменты. Введение. Содержание дисциплины

Содержание

Типы физико-механических свойств: - деформационные; - прочностные; - реологические.

Физико-механические свойства Характеризуют поведение грунтов под нагрузками. Зависят от: 1. величины

2. Нагрузка Линейное Линейные вертикальная напряжение деформации рн σн ε=∆h/h деформационные

Деформационные свойстваДеформационные свойства характеризуют поведение пород под нагрузками, не приводящими к

Факторы, влияющие на сжимаемость:1. Гранулометрический состав3. Плотность4. Влажность (учитывать возможность оттока,

5. Величина ступени нагрузки. 6. Вид нагрузки (статическая, динамическая). 7. Структурные связи. 8. Температура. 9.

Классификация грунтов по сжимаемостинесжимаемые грунты m < 0,001 см2/кгс;слабосжимаемые 0,001 <

Закон ГУКА: напряжение (σ), передаваемое на тело равно относительной деформации (ε),

Прочностные свойства (несущая способность грунтов)Прочностные свойства характеризуют поведение пород под

Факторы, влияющие на сопротивление сдвигу: 1. Гранулометрический состав.2. Минеральный состав.3. Влажность.4. Плотность.5.

Реология – наука о механическом поведении тел во времени при действии

Ползучесть - процесс изменения деформаций во времени под действием постоянного напряжения. Виды

Релаксация напряжений – это падение напряжений во времени при сохранении постоянной

Релаксация напряжений в различных телах происходит по разному (рис.3). В

Развитие деформаций во времени при нагрузке (τ = const) и разгрузке

Основные виды технических изысканийинженерно-геодезические, инженерно-геологические и инженерно-гидрометеорологическиеОбъекты изучения : рельеф и

Под инженерными изысканиями для строительства следует понимать комплексный производственный процесс, обеспечивающий

Все виды инженерно-геологических изысканий проводятся в три периода – подготовительный, полевой

Далее по собранному материалу производится инженерно-геологическое районирование, т.е. членение территории на

Геологическая рекогносцировкаВ ПРОЦЕССЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ УСТАНАВЛИВАЮТ ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ РЕЛЬЕФА ИЗУЧАЕМОГО РАЙОНА К КОНКРЕТНОМУ

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА РЕШАЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ЗАДАЧИ:– зонирование территории по видам использования;– компоновку

В состав крупномасштабной инженерно-геологической съемки входят:– сбор, изучение и обобщение материалов

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКАОбщие задачи инженерно-геологической разведки :– изучение геологического разреза оснований;– определение

В КОМПЛЕКС РАБОТ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ ВХОДИТ: – геофизические работы;– стационарное

Аварийные деформации жилого дома в г. Тулеа – развитие деформаций в фасадной

Линза сжимаемого торфа в основании здания.1 – моренные тугопластичные суглинки; 2

Полевые работыЭлектрические (Электроразведка ), Сейсмические (Сейсмическая разведка: искусств. взрывы, в песках,

основные виды выработокР а с ч и с т к а