Wikipedia

Mechanika gruntów: Różnice pomiędzy wersjami

Przeglądaj historię interaktywnie
[wersja przejrzana][wersja nieprzejrzana]
← poprzednia edycjanastępna edycja →
Usunięta treść Dodana treść
WizualnieWikikod
drobne redakcyjne
Su (dyskusja | edycje)
284 edycje
m drobne zmiany edycyjne
Linia 1:
[[Image:Soilcomposition.png|thumb|280px|Grunt składa się z trzech faz stałej, ciekłej i gazowej.]]
'''Mechanika gruntu''' jest dyscypliną, która stosuje zasady [[mechanika|mechaniki]] inżynieryjnej np. [[kinematyka|kinematyki]], [[dynamika|dynamiki]], [[mechanika płynów|mechaniki cieczy]] i mechaniki materiałów na potrzeby przewidywania mechanicznych zachowań [[grunt (geologia)|grunt]]ów. Wspólnie z mechaniką skał ([[geomechanika|geomechaniką]]) jest podstawą w rozwiązywaniu wielu problemów [[inżynieria|inżynierskich]] (inżynierii geotechnicznej), inżynierii [[geofizyka|geofizycznej]] i [[geologia inżynierska|geologii inżynierskiej]].
 
Klasyczna mechanika gruntów stosuje ten sam model, który został zastosowany w 1776 roku przez [[Coulomb|C. A. Coulomba]], choć znany był on już wcześniej. Model ten został zastosowany do analizy pasywnego i aktywnego nacisku gruntu na ściany oporowe. [[Osady|osad]]Grount pozostaje sztywny, nienaruszony do momentu, gdy wzdłuż pewnej płaszczyzny siły [[ścinanie|ścinania]] przekroczą panujące tam siły [[spoistość (geologia)|spoistości]] ('''''c''''') i [[tarcie wewnętrzne|tarcia wewnętrznego]] ('''''Φ'''''). W 1948 roku zostało wprowadzone zostało przez [[Karl von Terzaghi|Karla Terzaghi'ego]] pojęcie [[naprężenie|naprężenia]] efektywnego ('''''σ''''''&nbsp;), której jest jednym z najważniejszych jego wkładów w mechanikę gruntów.<br />▼
 
▲Klasyczna mechanika gruntów stosuje ten sam model, który został zastosowany w 1776 roku przez [[Coulomb|C. A. Coulomba]], choć znany był on już wcześniej. Model ten został zastosowany do analizy pasywnego i aktywnego nacisku gruntu na ściany oporowe. [[Osady|osad]] pozostaje sztywny, nienaruszony do momentu, gdy wzdłuż pewnej płaszczyzny siły [[ścinanie|ścinania]] przekroczą panujące tam siły [[spoistość (geologia)|spoistości]] ('''''c''''') i [[tarcie wewnętrzne|tarcia wewnętrznego]] ('''''Φ'''''). W 1948 roku zostało wprowadzone przez [[Karl von Terzaghi|Karla Terzaghi'ego]] pojęcie [[naprężenie|naprężenia]] efektywnego ('''''σ''''''&nbsp;), której jest jednym z najważniejszych jego wkładów w mechanikę gruntów.<br />
Grunt jest traktowany jako mechanicznie [[homogenizacja|homogeniczna]] mieszanka trzech [[Faza termodynamiczna|faz]]:
# [[ciało stałe|stałej]] (reprezentującej [[szkielet gruntowy|szkielet ziarnowy]]) oraz wypełniających [[porowatość skały|pory]]
Linia 13 ⟶ 14:
== Podstawowe zagadnienia mechaniki gruntów ==
=== Naprężenia w gruncie ===
Podstawowe znaczenie mają: [[naprężenie pierwotne]], [[naprężenie efektywne]], [[naprężenie całkowite]], i naprężenie wtórne. Teoria poziomych naprężeń w ziemi jest stosowana dla ustalania składnika naprężeń w gruncie prostopadłego do kierunku [[grawitacja|grawitacji]]. Jest to naprężenie oddziaływająceoddziaływujące na ściankiściany oporowe. Współczynnik naporu poziomego do pionowego k jest określony dla niespoistych gruntów jako stosunek poziomego naprężenia do naprężenia pionowego. Istnieją trzy współczynniki: spoczynkowy, aktywny i pasywny. Naprężenie w stanie spoczynku jest poziomym naprężeniem zanim struktura gruntu zostanie naruszona. Stan naprężenia aktywnego jest osiągany, gdy ściana wskutek działania poziomego naprężenia zostanie odsunięta od gruntu i zniszczenia ścinającego powstającego wskutek zmniejszenia poziomego naprężenia. Stan pasywny jest osiągany, gdy ściana jest wepchnięta wystarczająco głęboko w grunt tak, że wskutek zwiększenia naprężenia poziomego następuje zniszczenie ścinające. Istnieje wiele empirycznych i analitycznych teorii służących określaniu poziomego naprężenia.
 
=== Nośność gruntu ===
{{main|Nośność gruntu}}
Nośność gruntu jest średnim naprężeniem przyłożonym na granicy pomiędzy fundamentem a gruntem, który powoduje zniszczenie ścinające (patrz dział poniżej). Dopuszczalne naprężenie graniczne to naprężenie graniczne podzielone przez [[współczynnik bezpieczeństwa]] F. Na terenie charakteryzującym się gruntem o znacznej ściśliwości (np. torfy) pod obciążonymi fundamentami mogą pojawić się znaczne [[osiadanie|osiadania]] bez zniszczenia ścinającego. W takich przypadkach dla ustalenia maksymalnej nośności bierze się pod uwagę maksymalne dopuszczalne osiadanie.
 
=== Wytrzymałość na ścinanie ===
Linia 23 ⟶ 24:
Większość problemów w geotechnice np. [[nośność]] płytkich i głębokich posadowień, stateczność skarp, projektowanie ścian oporowych, upłynnienie gruntu itd., jest związanych z wytrzymałością gruntu na ścinanie. Wartości wytrzymałości na ścinanie są wykorzystywane dla rozwiązywania tych problemów inżynierskich przez metody analityczne i numeryczne.
 
[[Wytrzymałość materiałów|Wytrzymałość]] na ścinanie w gruntach jest efektem oporu na przesuwanie na kontaktach pomiędzy cząsteczkami wynikającego z zazębiania się i wzajemnego blokowania cząsteczek, fizycznych wiązań (takich jak oddziaływanie sił atomowych, co następuje, gdy atomy na powierzchniach cząsteczek dzielą wspólne elektrony) czy [[wiązanie chemiczne|wiązań chemicznych]] (tona znaczyprzykłąd cementacji, co może następować- w wyniku [[krystalizacja|krystalizacji]] [[minerał|minerałów]] np. [[węglan wapnia|węglanu wapnia]]).
 
=== Badania laboratoryjne ===▼
Badania laboratoryjne w geotechnice przeprowadza się w celu określenia fizycznych i mechanicznych cech gruntów. Przykładem fizycznych cech jest uziarnienie, wilgotność, granica płynności, plastyczności, współcznnik plastyczności itp. Badania cech mechanicznych przeprowadza się między innymi za pomocą urządzeń do ścinania prostego, ścinania trójosiowego stosując różne warunki drenowania (drenowane i niedrenowane), wielkości obciążenia, rozpiętość ciśnienia komory, następstwa obciążeń w celu określenia [[wytrzymałość na ściskanie|wytrzymałości na ściskanie]], [[wytrzymałość na ścinanie|wytrzymałości na ścinanie]], maksymalnej wytrzymałości, minimalnej wytrzymałości itp.▼
 
=== Ściśliwość gruntu ===
Linia 37 ⟶ 35:
{{main|Stateczność zboczy}}
Dział stateczności [[zbocze|zboczy]] obejmuje analizę statycznej i dynamicznej stateczności zboczy [[zapora ziemna|zapór ziemnych]], [[nasyp (budowla)|nasypów]], [[wykop]]ów i naturalnych zboczy. W zboczach [[skarpa|skarp]] często mogą się rozwinąć strefy osłabień o cylindrycznym kształcie. Prawdopodobieństwo takich zdarzeń może być ocenione na podstawie dwuwymiarowej analizy zbocza. Podstawową trudnością przy takiej analizie jest dla danej sytuacji lokalizacja najbardziej prawdopodobnych płaszczyzn przemieszczeń. Wiele [[osuwisko|osuwisk]] jest jedynie analizowana już po fakcie utraty równowagi.
 
▲=== Badania laboratoryjne ===
▲Badania laboratoryjne w geotechnice przeprowadza się w celu określenia fizycznych i mechanicznych cech gruntów. Przykładem fizycznych cech jest uziarnienie, wilgotność, granica płynności, plastyczności, współcznnik plastyczności itp. Badania cech mechanicznych przeprowadza się między innymi za pomocą urządzeń do ścinania prostego, ścinania trójosiowego stosując różne warunki drenowania (drenowane i niedrenowane), wielkości obciążenia, rozpiętość ciśnienia komory, następstwa obciążeń w celu określenia [[wytrzymałość na ściskanie|wytrzymałości na ściskanie]], [[wytrzymałość na ścinanie|wytrzymałości na ścinanie]], maksymalnej wytrzymałości, minimalnej wytrzymałości itp.
 
== Literatura ==
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/wiki/Mechanika_gruntów”