Казахская головная архитектурно- строительная академия Факультет общего строительства Дисциплина «Геотехника II» Лекция 1 Введение в Геотехнику 2. Общие сведения о грунтах Академический проф, докт.техн.наук Хомяков Виталий Анатольевич 2015 г.

Основная литература 1. Цытович Н.А. Механика грунтов. – М.: Издательство АСВ, – 288 с. 2. Далматов Б.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д. и др. Механика грунтов. Ч.1. Основы геотехники в строительстве. – М.: АСВ, – 204 c. 3. Далматов Б.И., Бронин В.Н., Карлов В.Д. и др. Основания и фундаменты. Ч.2. Основы геотехники. – М.: АСВ, – 392 c. 4. Ухов С.Б., Семёнов В.В., Знаменский В.В. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. – М.: Высшая школа, – 566 с.

Дополнительная литература 1. Берлинов М.В. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа,1999. – 319 с. 2. Далматов Б.И., Бронин В.Н., Голли А.В. и др. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений. – М.: АСВ, – 440 c. 3. Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов. – М.: Стройиздат, – 415 с. 4. Шутенко Л.Н., Гильман А.Д., Лупан Ю.Т. Основания и фундаменты. – Киев: Высшая школа, – 328 с. 5. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика./Под ред. Е.А.Сорочана, Ю.Г.Трофименкова. - М.: Стройиздат, – 480 с. 6. Берлинов М.В.,Ягупов Б.А. Примеры расчета оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, – 173 с.

Справочно-нормативные учебно- методические материалы ГОСТ Грунты. Классификация. М.: МНТКС, 1995 СНиП РК Основания зданий и сооружений:– Астана, – 83 с. СНиП РК Свайные фундаменты : -Астана, Межгосударственный свод правил по проектированию и строительству: Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений: МСП – Астана, – 106 с. СНиП Инженерные изыскания для строительства. М.: Стройиздат, 1988 СНиП Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования.М.: Стройиздат, 1989 СНиП Земляные сооружения, основания и фундаменты. – М.: Стройиздат, 1988.

Структура дисциплины «Геотехника II» Геотехника II Механика грунтов Основания и фундаменты

Механика грунтов Грунт – это горная порода, находящаяся в сфере воздействия инженерной деятельности человека. Состав грунтов Твердые минеральные частицы Жидкая компонента Газовая компонента

Схема электро молекулярного взаимодействия в системе твердая частица вода а адсорбированная вода - ориентация диполей воды поверхностью твердой частицы и отдельными катионами; б лиосфера (гидратная оболочка), выделена пунктиром; в эпюра изменений электро молекулярных сил

Формы воды в грунтах 1 – абсолютно сухой грунт 2 – воздушно-сухой грунт 3 – грунт, насыщенный гигроскопической (прочносвязанной водой) 4 - грунт в состоянии максимального насыщения молекулярно связанной водой 5 – грунт, содержащий гравитационную воду

Состав грунтов Грунт = твердые частицы + вода + газ Классификация твердых частиц: п / п Наименование грунта Содержит частиц 0,005 (%) Число пластичности J р 1Глины 30 0,17 2Суглинок ,07 0,17 3Супесь 3 100,01 0,07 4Песок 3 Не пластич. п / п Наименование частиц Поперечный размер (мм) Примечания 1 Галечные (щебень) 10 (20) Классификаци я по шкале Сабани на (по скорости падения частиц в воде) 2Гравелистые 2 10 (20) 3Песчаные 0,05 2 4Пылеватые 0,005 0,05 5Глинистые 0,005 Классификация грунтов (простейшая)

Влияние размеров частиц на физические свойства Свойства твердых (минеральных) частиц зависят от размеров. Глинистые частицы по химическому анализу существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая). Удельная поверхность: В 1 г. грунта (глина – монтмориланит) = 800 м 2 В 1 г. грунта (песок) = 0,8 м 2

Физические свойства грунтов

Классификационные показатели песчаных и глинистых грунтов Грунт ТипВид Разновид ность Песчаный По гранулометрическому составу По плотности сложения По степени влажности Глинистый По числу пластичности По содержанию включений По индексу текучести ( показателю консистенции )

Классификационные характеристики глинистых грунтов Число пластичности: Ip=W L -Wp Показатель консистенции: I L =(W- Wp)/(W L -Wp) Наименован ие грунта Значение Ip Супесь 0<Ip<7 Суглинок 7Ip17 ГлинаIp >17 Суглинки и глины Супеси Твердые IL<0 Полутвердые 0IL0,25 Пластичные 0IL1 Тугопластичные 0,25IL0,5 Текучие IL>1 Мягкопластичн ые 0,5IL0,75 Текучепластичн ые 0,75IL1 Текучие IL>1

Оценка плотности сложения песков Плотность сложения песка Коэффициент пористости, е Индекс плотности Id (Idmax=1) Число ударов груза N* Сопротивлен ие внедрению конуса, R,МПа ** Плотный<0,55>2/3>30>15 Средней плотности 0,55…0,72/3…1/ …15 Рыхлый>0,7<1/31…9- Динамическое зондирование выполняют пробоотборником 635 кН, сбрасывая с высоты 71 см.Определяют число ударов при погружении на 30 см. Статическое зондирование выполняют стандартным конусом (диаметром 36 мм углом основания 60º), вдавливая его с заданной скоростью. Фиксируется осевая сила вдавливания.

Основные закономерности механики грунтов Сжимаемость – обусловлена изменением пористости, а следовательно и объема. Происходит переупаковка частиц Контактная сопротивляемость сдвигу – обусловлена лишь внутренним трением в сыпучих грунтах и трением со сцеплением в связных. Водопроницаемость – свойство пористых тел, является для грунтов переменной величиной, изменяющейся в процессе уплотнения под нагрузкой. Деформируемость – зависит от податливости и сопротивляемости структурных связей грунтов, от деформируемости отдельных компонентов образующих грунты.

Основные закономерности механики грунтов Особые свойства грунтов Закономерно сть Показатели Практические приложения Сжимаемость Закон уплотнения Коэффициент сжимаемости Расчет осадок фундаментов Водопроницаемос ть Закон ламинарной фильтрации Коэффициент фильтрации Прогноз скорости осадок водонасыщенных грунтовых оснований Контактная сопротивляемость сдвигу Условие прочности Угол внутреннего трения и сцепление Расчеты предельной прочности, устойчивости и давления на ограждения Структурно- фазовая деформируемость Принцип линейной деформируемости Модули деформируемости Определение напряжений и деформаций грунтов