Mechanika gruntów: Różnice pomiędzy wersjami

Dodane 115 bajtów ,  12 lat temu
m
lit., wikizacja
(korekta linku)
m (lit., wikizacja)
[[ImagePlik: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)|gruntgruntów]]ów. Wspólnie z mechaniką skał ([[geomechanika|geomechaniką]]) jest podstawą w rozwiązywaniu wielu problemów [[inżynieria|inżynierskich]] (inżynierii geotechnicznej) 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. GrountGrunt pozostaje sztywny, nienaruszony do momentu, gdy wzdłuż pewnej płaszczyzny siły [[ścinanie|ścinania]] przekroczą panujące tam siły [[spoistość (geologia)|spoistości]] ('''''c''''') i [[kąt tarcia wewnętrznego|tarcia wewnętrznego]] ('''''Φ'''''). W 1948 roku 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 />
 
Grunt jest traktowany jako mechanicznie [[homogenizacja|homogeniczna]] mieszanka trzech [[Faza termodynamiczna|faz]]:
# [[ciecz|ciekłej]]
# [[gaz]]owej.
Oddziaływania pomiędzy poszczególnymi fazami są tu bardziej złożone niż w przypadku jednorodnych materiałów. Wyniki obliczeń własności tych materiałów służą projektowaniu [[fundament|posadowień]], nasypów[[nasyp (budowla)|nasyp]]ów, wykopów[[wykop]]ów i innym projektom inżynieryjnym.
 
Niektóre z podstawowych teorii mechaniki gruntu to klasyfikacja gruntów, [[wytrzymałość na ścinanie]], [[Konsolidacja (mechanika gruntów)|konsolidacja]] gruntu, [[naprężenie efektywne|naprężenia efektywne]] i [[naprężenie całkowite|całkowite]], [[nośność gruntu]], [[stateczność zboczy]] i [[Przepuszczalność hydrauliczna|wodoprzepuszczalność]]. [[Fundament]]y, [[nasyp (budowla)|nasypnasypy]]y, [[ściana oporowa|ściany oporowe]], [[robota geologiczna|roboty]] ziemne i podziemne wszystkie są projektowane zgodnie z teoriami mechaniki gruntów.
 
== 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 oddziaływująceoddziaływające na ściany 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 ===
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]] (na przykłądprzykład [[cementacja|cementacji]] - w wyniku [[krystalizacja|krystalizacji]] [[minerał|minerałów]]ów np. [[węglan wapnia|węglanu wapnia]]).
 
=== Ściśliwość gruntu ===
Ściśliwość jest procesem, w którym następuje zmniejszenie objętości. Następuje ono, gdy nacisk jest przyłożony do gruntu, który powoduje zwiększenie upakowania cząsteczek gruntu. Gdy następuje to, gdy grunt jest nasiąknięty, woda zostanie z niego wyciśnięta. Wielkość ściśliwości może być przewidziana na podstawie różnych metod.
 
Klasyczna metoda zapoczątkowana przez [[Karl von Terzaghi|Karla Terzaghiego]] wiąże się z badaniami edometrycznymi i określeniem współczynnika ściśliwości. Gdy naprężenie jest zdejmowane z obciążonego gruntu, nastąpi rozprężenie gruntu i objętość gruntu zwiększy się o pewną część utraconej wcześniej wielkości. Jeżeli naprężenie jest ponownie przyłożone grunt zostanie ponownie ściśnięty, co może być określone za pomocą wskaźnika wtórej ściśliwości. Grunt, z którego zostało usunięte wcześniej przyłożone obciążenie jest nazywany przekonsolidowanym. Ma to miejsce w przypadku (plejstoceńskich) glin lodowcowych. Grunt, który nie został wcześniej poddany obciążeniom nazywany jest normalnie skonsolidowanym i przykładem mogą być współczesne [[osady]] rzeczne.
 
=== Stateczność zboczy ===
 
=== Badania laboratoryjne ===
Badania laboratoryjne w geotechnice przeprowadza się w celu określenia fizycznych i mechanicznych cech gruntów. Przykładem fizycznych cech jest [[uziarnienie]], [[wilgotność gruntu|wilgotność]], granica[[Konsystencje płynnościi stany gruntów spoistych|granice skurczalności, plastyczności i płynności, współcznnikstopień i wskaźnik 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 itp.
 
== Literatura ==
 
[[Kategoria:Geologia inżynierska]]
[[Kategoria:Geotechnika]]
 
[[ar:ميكانيكا التربة]]
4461

edycji