Презентация на тему Инженерная геология с основами грунтоведения

Презентация на тему Презентация на тему Инженерная геология с основами грунтоведения, предмет презентации: География. Этот материал содержит 99 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

Инженерная геология
с основами грунтоведения


Слайд 2
Текст слайда:

Инженерная геология – наука о геологических условиях строительства инженерных сооружений

История инженерной геологии

Первый период связывают с началом строительства человеком крупных инженерных сооружений - пирамид в Древнем Египте, хамов и дворцов в Месопотамии, Индии и др. Строители и инженеры изучали горные породы оснований будущих сооружений, выбирая наиболее надежные породы для обеспечения устойчивости возводимых конструкций. Большой строительный опыт был накоплен в Древней Греции, Римской и Византийской империях, а также в последующие эпохи.


Слайд 3
Текст слайда:

Второй период развития начался в XVIII веке, когда стали накапливаться и систематизироваться первые научные знания о грунтах основания сооружений, их свойствах, а также их учете при возведении зданий и иных сооружений, и продолжался до 20-х годов ХХ века. Первые упоминания о "строительных" свойствах различных грунтов были изложены в работе М.В.Ломоносова "О слоях земных

М.В.Ломоносов
(1711-1765)


Слайд 4
Текст слайда:

Большой вклад в изучение грунтов для целей строительства внес французский военный инженер-строитель и изобретатель, член Парижской Академии наук Ш.О.Кулон. Проектируя возведение земляных крепостных валов, он установил закон трения, получивший его имя - закон Кулона. Этот закон считается одним из важнейших в современной механике грунтов.
В XIX веке с развитием капитализма, расширением строительства заводов, фабрик, плотин, каналов, железных дорог все больше геологов привлекалось для решения вопросов геологического обоснования возводимых различных инженерных сооружений.

Шарль Огюстен Кулон
(1736-1806)


Слайд 5
Текст слайда:

Третий этап истории инженерной геологии начинается с 20-х годов ХХ века с возникновения грунтоведения и механики грунтов. В 1923 г. в Петрограде было создано Дорожно-исследовательское бюро, в котором началось исследование почв и осадочных пород для дорожного строительства. Возникло "дорожное грунтоведение". Одновременно с грунтоведением возникла и механика грунтов. В 1925 г. вышла книга К.Терцаги "Строительная механика грунтов»


Слайд 6
Текст слайда:

В это же время возникло и другое научное направление, связанное с изучением влияния геологических процессов на возводимые инженерные сооружения, получившее тогда название "инженерная геодинамика". Это направление в СССР развивалось в связи с гидротехническим строительством.
В последующие годы связь между грунтоведением и инженерной геодинамикой расширялась и укреплялась. К концу первого периода эти два направления слились в одну науку - инженерную геологию.


Слайд 7
Текст слайда:

Основоположники инженерной геологии России

Карпинский Александр Петрович
(1846-1936)

Левинсон-Лессинг Фёдор Юрьевич
(1861—1939)

О́бручев Влади́мир Афана́сьевич
(1863—1956)


Слайд 8
Текст слайда:

Внесли большой вклад в развитие инженерной геологии

Саваренский Фёдор Петрович
(1881 — 1946)


Слайд 9
Текст слайда:

Внесли большой вклад в развитие инженерной геологии

Ломтадзе Валерий Давидович


Слайд 10
Текст слайда:

Четвертый этап развития инженерной геологии (1950-1990 гг.) в нашей стране начался с середины ХХ века и продолжался до распада СССР. Он характеризовался бурным развитием грунтоведения, механики грунтов и инженерной геодинамики. Учитывая огромную практическую значимость инженерной геологии, подготовка инженеров-геологов была организована во многих высших учебных заведениях СССР - от Москвы до Якутска.
Первая кафедра Инженерной геологии организована в Москве в 1929 году в Московском Геологоразведочном институте.
В ТюмГНГУ кафедра Гидрогеологии и инженерной геологии организована в 1969 году. Основатель кафедры В.М.Матусевич



Слайд 11
Текст слайда:

Пятый этап развития инженерной геологии (1991 г. - ныне) На этом этапе коренным образом изменилась организация инженерно-геологических исследований и инженерных изысканий. Вместе с тем, существенно расширились теоретические исследования во всех направлениях инженерной геологии, а также началось бурное внедрение информационных технологий, разработка специализированных инженерно-геологических ГИС, внедрение автоматизированных средств изучения грунтов


Слайд 12
Текст слайда:

Инженерные изыскания


Слайд 13
Текст слайда:

Пиза́нская башня — колокольная башня, часть ансамбля городского собора Санта-Мария Ассунта (Пизанский собор) в городе Пиза
Автором проекта является Бонанно Пизано. Строительство башни велось в 2 этапа, начиная с 9 августа 1173, и с двумя длинными перерывами продолжалось почти 200 лет, до 1360 года.

Раньше считали, что наклон башни являлся частью проекта, но сейчас эта версия представляется маловероятной. Проект башни был ошибочен с самого начала — сочетание маленького трехметрового фундамента и мягкой почвы привело к тому, что после строительства третьего этажа (1178) башня наклонилась. Почву укрепили и в 1198 году незаконченное здание временно открыли.
С того времени, как начались постоянные измерения башни в 1911 году, было зафиксировано, что вершина наклоняется на 1,2 миллиметра в год. На сегодняшний день, вершина Пизанской башни наклонена на 5,3 м от центра.


Слайд 14

Слайд 15
Текст слайда:

Научные направления инженерной геологии

Структура современной инженерной геологии и её основные научные направления: 1 — грунтоведение;
2 — инженерная геодинамика;
3 — региональная инженерная геология; а — общее грунтоведение;
б — общая инженерная геодинамика;
в — общая региональная инженерная геология;
г — геодинамическое грунтоведение;
д — региональная инженерная геодинамика;
е — региональное грунтоведение


Слайд 16
Текст слайда:

Грунтоведение

Грунтоведение - это научное направление инженерной геологии, исследующее состав, состояние, строение и свойства грунтов и сложенных ими грунтовых толщ (тел и массивов), закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под воздействием современных и прогнозируемых геологических процессов, формирующихся в ходе развития земной коры под влиянием совокупности всех природных факторов и в связи с инженерно-хозяйственной, прежде всего инженерно-строительной деятельностью человечества.
Объект изучения - грунты и сложенные ими грунтовые толщи. Предмет - знания о грунтах, их составе, строении, состоянии и свойствах.


Слайд 17
Текст слайда:

Под ГРУНТОМ понимают любые ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, ПОЧВЫ, И ТЕХНОГЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ, обладающие определенными генетическими признаками и рассматриваемые как МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ДИНАМИЧНЫЕ системы, находящиеся под воздействием инженерной деятельности человека.


Слайд 18
Текст слайда:

Горные породы (Геологический словарь. 1978 г.) – это ЕСТЕСТВЕННЫЕ минеральные агрегаты определённого состава и строения, сформировавшиеся в результате геологических процессов и залегающие в земной коре в виде самостоятельных тел.
Различают три генетических типа: ОСАДОЧНЫЕ, МАГМАТИЧЕСКИЕ И МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ – это СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ.
ПОЧВА - это ОСОБОЕ природное образование, обладающее некоторыми свойствами, присущими живой и неживой природе, и возникающее в результате ПРЕОБРАЗОВАНИЯ поверхностных слоёв ЛИТОСФЕРЫ под совместным воздействием ВОДЫ, ВОЗДУХА И ОРГАНИЗМОВ.


Слайд 19
Текст слайда:

Классификация Ф.П. Саваренского (1937г.)

Группа А. Твердые компактные «скальные» породы.
Не сжимаемы, прочные. Невлагоемкие. Водопроницаемы лишь по трещинам. Крепкие, устойчивы в откосах (массивно-кристаллические, магматические и метаморфические, отвердевшие осадочные – песчаники, конгломераты, доломиты, известняки).
Группа В. Относительно твердые и компактные «полускальные» породы.
Слабо сжимаемы. Довольно прочные (R от 50 до 500 кгс/см2). Слабоводопроницаемы, но проницаемы по трещинам. Устойчивы в откосах. Имеют разную растворимость (осадочные – гипс, каменная соль; слабосцементированные; сланцеватые глины; глинистые известняки, мел; каменный уголь и др.).
Группа С. Мягкие связные пластичные породы.
Слабопроницаемы или водоупоры. Влагоемки. Сжимаемы. Изменяют объем с изменением влажности. Прочность и крепость зависят от степени увлажнения. В сухом состоянии имеют вертикальные откосы. Крутизна откоса зависит от влажности (глины, суглинки, лессовидные отложения).
Группа D. Рыхлые несвязные породы.
Не сжимаемы. Невлагоемки. Хорошо водопроницаемы. Угол откоса 30-40о (крупнообломочные, пески).
Группа Е. Мягкие рыхлые породы особого состава и состояния – «слабые».
Обладают различными свойствами. Требуют индивидуального подхода.


Слайд 20
Текст слайда:

Состав грунта. Минеральный состав.

Грунт система многокомпонентная.
Составляющие компонента:
- твердый компонент
- жидкий компонент
- газовый компонент
- биотический компонент



Слайд 21
Текст слайда:

Минералы класса первичных силикатов





Кварц
Оливин
Полевые шпаты


Слайд 22
Текст слайда:

Глинистые минералы






Каолинит
Монтмоллилонит
Гидрослюды


Слайд 23
Текст слайда:

Простые соли

Легкорастворимые






Галит Сильвин


Слайд 24
Текст слайда:

Простые соли

Среднерастворимые






Гипс



Слайд 25
Текст слайда:

Простые соли

Труднорастворимые






Кальцит Доломит


Слайд 26
Текст слайда:

Органическое вещество

Торф 50-100% о.в.




Заторфованный грунт 10-50 % о.в.
С включениями органического вещества менее 10% о.в.


Слайд 27
Текст слайда:




Слайд 28
Текст слайда:



Слайд 29
Текст слайда:




Слайд 30
Текст слайда:

Газовый компонент


Слайд 31
Текст слайда:

Биотический компонент


Слайд 32
Текст слайда:

Гранулометрический состав

Гранулометрический состав характеризует количественное соотношение различных фракций в дисперсных породах

Фракция – группа частиц близких по размеру


Слайд 33
Текст слайда:

Сита для определения гранулометрического состава грунтов


Слайд 34
Текст слайда:

Классификация структурных элементов твердого компонента грунта по размеру


Слайд 35
Текст слайда:

Классификация дисперсных грунтов по гранулометрическому составу (по В.В. Охотину)


Слайд 36
Текст слайда:

Классификация песчаных грунтов по гранулометрическому составу


Слайд 37
Текст слайда:

Суммарная кривая гранулометрического состава


Слайд 38
Текст слайда:

Cv – коэффициент неоднородности
d60
Cv = ——
d10
d60 – диаметр шестидесяти (размер частиц, соответствующий ординате 60% на суммарной кривой);
d10 – действующий или эффективный диаметр (размер частиц, соответствующий ординате 10% на суммарной кривой)

По степени неоднородности грунты делятся на:
- однородные при Cv < 3;
- неоднородные Cv > 3


Слайд 39
Текст слайда:

Диаграмма-треугольник гранулометрического состава


Слайд 40
Текст слайда:

Физические и водные свойства грунтов

1. Влажность - это все количество воды содержащее в порах грунта в естественном залегании
Влажность характеризует количественное содержание жидкого компонента в грунте
Естественная влажность – это количество воды содержащееся в порах грунта в его естественном залегании.

m воды
W = ——— [абс.ед, %]
m абс.сух грунта

2. Относительная влажность – это степень заполнения пор водой
W * ρs
Sr = ——
e * ρ воды
ρs – плотность минеральный частиц грунта, г/куб.см
e – коэффициент пористости


Слайд 41
Текст слайда:

Максимальная гигроскопическая влажность характеризует общее количество адсорбированной (прочносвязанной) воды – это влажность сухого грунта.
Максимальная молекулярная влажность характеризует общее содержание прочносвязанной капиллярной и части осмотической воды.
Капиллярная влажность характеризует количество воды, заполняющей все капиллярные поры
3. Влагоемкость способность грунта вмещать и удерживать в себе воду


Слайд 42
Текст слайда:

3. Плотность
Плотность – физическое свойство грунтов, количественно оцениваемое величиной отношения их массы к занимаемому объему.
m
ρ = — , кг/м3 ; г/см3
V

Характеристики плотности
Плотность твердых частиц – это масса единицы объема твердых частиц
mчастиц
ρs = ———
Vчастиц
Зависит от:
- минерального состава (у основных пород 3,00-3,40 г/см3, у кислых 2,63-2,75 г/см3);
- наличия водорастворимых солей;
- гранулометрического состава (пески – 2,65 г/см3, супеси 2,68 г/см3, суглинка 2,70 г/см3, глины 2,74 г/см3) (по Д.Е. Польшину, 1948 г.)



Слайд 43
Текст слайда:

Плотность грунта в естественном залегании – это масса единицы объема грунта с естественной влажностью и природным сложением.
m вл.гр
ρ е = —
V вл.гр
Зависит от: - минерального состава;
- органических веществ;
- влажности;
- пористости
У дисперсных грунтов плотность колеблется от 1,30 до 2,20 г/см3, у магматических пород от 2,50 до 3,40 г/см3, у метаморфических от 2,10 до 2,65 г/см3.
Плотность скелета грунта в сухом состоянии – это масса единицы объема грунта, при естественной структуре с учетом естественной влажности
ρ е
ρd = ———
1 + W (а.е)
Зависит от : - минерального состава;
- органических веществ;
- пористости.



Слайд 44
Текст слайда:

4. Пористость грунтов оценивается по показателям

Пористость (n) характеризует объем пор в единице объема грунта

ρs - ρd
n = ——— ; %
ρs
Коэффициент пористости (е) - отношение объема пор к объему твердой части грунта
ρs - ρd
e = ——— ; д.ед.
ρd




Слайд 45
Текст слайда:

5. В о д о у с т о й ч и в о с т ь – способность грунтов сохранять механическую прочность и устойчивость при взаимодействии с водой..

Р а з м о к а е м о с т ь - способность грунтов терять связность и превращаться в рыхлую массу с полной потерей прочности при взаимодействии со спокойной водой. В основном размокают дисперсные грунты, максимально – лессовидные суглинки и лессы. Сухие грунты размокают быстрее, чем водонасыщенные разности.
Р а з м я г ч а е м о с т ь - способность скальных грунтов снижать свою прочность при взаимодействии с водой.
Размягчаемость характеризуется коэффициентом размягчаемости Крз:

Крз = Rc (H2O) / Rc (сух)

где Rc (H2O) и Rc (сух) – временное сопротивление грунта одноосному сжатию в водонасыщенном и воздушно-сухом состоянии.
Скальные грунты подразделяются на размягчаемые (Крз <0,75) и неразмягчаемые (Крз > 0,75). Магматические и метаморфические породы слабо размягчаются в воде, осадочные – в большей степени. Особенно сильно размягчаются породы, содержащие глинистые частицы.

Р а з м ы в а е м о с т ь – способность грунтов способность отдавать агрегаты и элементарные частицы движущейся воде. Как правило, быстро размокаемые грунты обладают высокой размываемостью.


Слайд 46

Слайд 47
Текст слайда:

6. Пластичность

Под пластичностью грунтов понимается его способность под воздействием внешних сил изменять свою форму без разрыва сплошности и сохранять приданную форму после прекращения этого воздействия.
Физическое состояние пластичности или непластичности называют консистенцией (степень подвижности, деформируемости грунта при определенной влажности).
Факторы, влияющие на пластичность:
- гранулометрический состав (< 0,005 мм);
- минеральный состав (глинистые минералы);
- включения;
- состав обменных катионов (Li > Na > K > Mg > Ca > H > Al > Fe);
- состав и концентрация водного раствора.


Слайд 48
Текст слайда:

Показатели пластичности


1. Пределы пластичности:
Wр– влажность, при превышении которой грунт переходит из твердого состояния в пластичное (нижний предел);
WL – влажность, при превышении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучий (верхний предел).

2. Число пластичности
Iр = WL – Wр , %, д.ед.

3. Показатель текучести (консистенции)
W – Wр
IL = ——— , д.ед.


Фактор, влияющий на консистенцию:
- влажность


Слайд 49
Текст слайда:

Практическое использование

1. Как классификационный показатель:
а) по числу пластичности определяют название грунта
Супесь
Iр < 7
Суглинок
легкий Iр = 7 – 12
тяжелый Iр = 12 -17
Глина
легкая Iр = 17 – 27
тяжелый Iр > 27

б) по показателю текучести определяют консистенцию грунта
глины, суглинки супеси
IL < 0 твердые твердые IL < 0
0 – 0,25 полутвердые пластичные 0 < IL < 1
0,25 – 0,50 тугопластичные текучие IL > 1
0,50 – 0,75 мягкопластичные
0,75 – 1,0 текучепластичные
IL > 1,0 текучие
2. Для ориентировочной оценки прочности;
3. Для предварительной оценки некоторых свойств.


Слайд 50
Текст слайда:

7. Набухаемость

Набухаемость – способность грунта увеличиваться в объеме при взаимодействии с водой.
Показатели набухаемости:
Абсолютное набухание
Δhsw = h1 – h0 , мм
Относительная набухание
hsw
εsw = ——— Грунт набухающий при εsw > 0,04
h0
.
Давление набухания - Psw)
Влажность свободного набухания - Wsw
Факторы, влияющие на набухаемость:
1. Гранулометрический состав, наличие глинистых частиц (< 0,005).
2. Большая плотность.
4. Дефицит влажности (S < 0,8).
5. Структурные связи.
6. Состав обменных катионов (Li > Na > K > Mg > Ca > H > Al > Fe).
7. Сложение пород (анизотропность, слоистость).
8. Наличие гумуса .
9. Состав и концентрация воды (наибольшее в дистиллированной воде).


Слайд 51
Текст слайда:

8. Просадочность


Просадочность – способность грунта уменьшаться в объеме при взаимодействии с водой.
Показатели просадочности:
Абсолютная просадочность
Δhsl = h0 - h1 , мм
Относительная просадочность
Δhsl
εsl = ———
h0
Грунт просадочный, при εsl > 0,01).
Начальное просадочное давление (Psl)
Начальная просадочная влажность (Wsl)
Факторы, влияющие на просадочность:
- наличие пылеватых часитиц (0,05 – 0,005 мм);
- макропористость;
- дефицит влажности (S < 0,8); Компрессионная кривая просадочного грунта:
- отсутствие гумуса;
- включения (соли);
- давление на грунт



Слайд 52
Текст слайда:

9. Усадочность

Усадочность - способность грунта уменьшать свой объём в процессе дегидратации.

Показатели:
- абсолютная линейная усадочность
Δhsh=h0-h1, мм;
- относительная линейная усадочность
εsh=Δhsh/h0 ;
- относительно объёмная усадочность
вsh=ΔV/V0 ;
- влажность на пределе усадки – Wsh ;
- коэффициент усадки β=bsh/(ΔW-bswW0).


Слайд 53
Текст слайда:

Стадии усадки

I - стадия структурной усадки
(осушение крупных пор);
II - стадия нормальной усадки (испарение воды с уменьшением V);
III - стадия нелинейной усадки (испарение воды с небольшим изменением объёма);
IV - безусадочная стадия (уменьшение количества воды без изменения V);
V - стадия остаточной усадочности.


I

II

III

IV

V


Слайд 54
Текст слайда:

Факторы, влияющие на усадку:

- минеральный состав (глинистые минералы);
-структурные связи (малопрочные коагуляционные связи);
- влажность;
- плотность,
- состав и концентрация порового раствора,
- обменные катионы,
- внешнее давление,
- температура,
- цикличность увлажнения-высушивания.


Слайд 55
Текст слайда:

10. Водопроницаемость грунтов – способность грунта пропускать через себя воду

Коэффициент фильтрации Кф– это количество воды Q, проходящее в единицу времени через поперечное сечение F, при напорном градиенте I = 1
Q

Кф = ------------- ( м/сут)
F I

11. К о р р о з и я грунтов– это способность грунтов разрушать различные материалы подземных конструкций сооружений. Характеризуется удельным электросопротивлением (ρ) в Ом*м. Коррозионная активность проявляется при ρ < 100 Ом*м и является весьма высокой при ρ ≤ 5.



Слайд 56
Текст слайда:

ГОСТ 25100-95: Кф < 0,005 м/сутки – грунт водонепроницаемый; 0,005-0,30 м/сутки– грунт слабоводопроницаемый; 0,30-3,0 м/сутки– грунт водопроницаемый; 3,0-30,0 м/сутки– грунт сильноводопроницаемый; > 30 м/сутки – грунт очень сильноводопроницаемый Ориентировочный Кф для дисперсных грунтов глины - < 0,001 м/сутки; суглинки - < 0,1 м/сутки; супеси – 2-0,1 м/сутки; пески однородные – 2-10 м/сутки; пески пылеватые - < 1 м/сутки; крупнообломочные - > 10 м /сутки


Слайд 57
Текст слайда:

Физико-механические свойства

Физико-механическими свойствами называют реакцию грунтов на действие внешних сил
Физико-механические свойства определяют для прогноза деформируемости и прочности грунтов.
Деформационные свойства
Прочностные свойства
Реологические свойства

Деформационные свойства характеризуют поведение пород под нагрузками, не приводящими к разрушению грунта.
При действии вертикальной нагрузки в грунте развиваются линейные напряжения, вызывающие линейные деформации. Они могут быть обратимыми (упругими) и необратимыми (пластическими или остаточными), которые в сумме составляют общие деформации.
Для скальных грунтов характерны упругие деформации.
В глинистых грунтах развиваются как упругие, так и остаточные деформации.



Слайд 58
Текст слайда:

Зависимость между напряжением (σ) и деформацией (ε) выведена английским физиком Гуком. Закон ГУКА: напряжение (σ), передаваемое на тело равно относительной деформации (ε), умноженной на модуль упругости – модуль Юнга (Еy) σ = ε• Е Е – модуль общей деформации Мерой линейных деформаций является отношение изменения размера образца к первоначальному размеру (например, высоте образца – h). Называется это отношение относительной деформацией сжатия или растяжения. Наиболее часто встречаемый вид деформации – сжимаемость, т.е. способность грунта деформироваться с уменьшением объема.


Слайд 59
Текст слайда:

Компрессионный прибор


Слайд 60
Текст слайда:

Деформационные свойства

Способность грунта уплотняться под нагрузкой называют сжимаемостью.
Сжимаемость без возможности бокового расширения называют компрессией.
Компрессионная кривая


Слайд 61
Текст слайда:

ГОСТ 12248-96
Требует определить:
1. Абсолютную вертикальную деформацию
∆h = ho – h, мм
2. Относительную вертикальную деформацию
ε = ∆h / ho
3. Коэффициент пористости при каждой нагрузке
е = ео – ε (1+ ео)
4. Коэффициент уплотнения (компрессии)
еi - еi+1
m = tgα = , см2/кгс
σi – σi+1
5. Модуль общей деформации

1+ ео
Еi= β
mi

β пески- 0,42; супесь – 0,48; суглинок -0,56; глина – 0,62


6. Модуль осадки
l = 1000 • ε мм/м



Слайд 62
Текст слайда:

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 63
Текст слайда:

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 64
Текст слайда:

τ3 - τ1
tg φ =
σ3 - σ1
τi
tg ψ =
σi

Формула Кулона

τ = tg φ •σн + с
n Σ τi σi - Σ τi • Σ σi
tg φ =
n Σ (σi)2 – (Σ σi)2

Σ τi• Σ σi - Σ σi • Σ τi σi
c =
n Σ (σi)2 – (Σ σi)2
Для песков:
h
tg α =
r


Слайд 65
Текст слайда:

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 66
Текст слайда:

Схемы испытаний грунтов на сдвиг (ГОСТ 12248-96)

КД – консолидированно-дренируемое испытание предварительно уплотненного грунта вертикальной нагрузкой, проводимое в условиях дренирования путем повышения срезающей нагрузки с такой скоростью (медленное испытание), при которой обеспечивается полная консолидация грунта.
НН – неконсолидированно-недренируемое испытание без предварительного уплотнения грунта, проводимое в условиях отсутствия дренирования путем приложения горизонтальной нагрузки с такой скоростью (быстрое), при которой обеспечивается неизменность начальных значений плотности и влажности.


Слайд 67
Текст слайда:

Сопротивление грунтов одноосному и трехосному сжатию
разрушающая сила
Rсж =
площадь воздействия

При разрушении породы по наклонной плоскости:
φ = 2 α – 90о
Рразруш Рразруш
с = =
2 tgα 2 tg(φ/2 + 45о)









Слайд 68
Текст слайда:

Трехосное сжатие


Слайд 69
Текст слайда:


Тема: Реологические свойства глинистых грунтов


Слайд 70
Текст слайда:

Реология – наука о механическом поведении тел во времени при действии на них напряжений.


Слайд 71
Текст слайда:

Виды проявления реологических свойств:

ползучесть;
релаксация;
длительная прочность.


Слайд 72
Текст слайда:

Ползучесть - процесс изменения деформаций во времени под действием постоянного напряжения. Виды ползучести глинистых грунтов:

осевая ползучесть грунтов;
ползучесть грунтов при сдвиге;
объемная ползучесть грунтов.


Слайд 73
Текст слайда:

Осевая ползучесть грунтов – развитие в грунте осевых деформаций во времени в условиях одноосного растяжения или сжатия, при этом объем грунта практически не меняет-ся, а меняется лишь его форма. Параметры осевой ползучести грунтов:

скорость;
угловые пределы текучести;
вязкость;
порог ползучести и др.


Слайд 74
Текст слайда:

Рис.1. Кривые осевой ползучести озерно-ледниковой глины естественной структуры (W=24%) при комнатной температуре при действии растягивающих напряжений (σ, МПа)


Слайд 75
Текст слайда:

Ползучесть грунтов при сдвиге – процесс развития деформации сдвига во времени под действием постоянного касательного напряжения ﺡ, происходящей при постоянном объеме грунта. Параметры ползучести при сдвиге:

условные предельные напряжения сдвига;
максимальное, минимальное и эффективное значение вязкости при данном напряжении ﺡ;
порог ползучести.


Слайд 76
Текст слайда:

На рис. 1а представлены результаты трехосных испытаний на ползучесть водонасыщенной озерно-ледниковой глины естественной структуры при температуре +2,5°С и разной интенсивности напряжений σi = σ1 - σ3, где σ1 и σ3 наибольшее и наименьшее главные напряжения. Из рисунка видно, что на стадии затухающей ползучести (при интенсивности напряжений σi <0,06 МПа) она относительно быстро достигает максимального значения и затем остается постоянным.


Слайд 77
Текст слайда:

Рис.1а. Зависимость порового давления от времени при испытаниях озерно-ледниковой глины на трехосное сжатие (W=25%, естественная структура)


Слайд 78
Текст слайда:

Объемная ползучесть грунтов при компрессии – развитие во времени объемных деформа-ций грунта, возникающих в общем случае под действием постоянного шарового тензо-ра , т.е. средних эффективных напряжений σm=(σ1+σ2+σ3), где σ1,σ2,σ3 – эффектив-ные напряжения по главным осям.



Слайд 79
Текст слайда:

Частный вид объемной ползучести – консолидация Консолидация – развитие во времени затухающих деформаций уплотнения в условиях компрессии т.е. при одновременном уплотнении под постоянным напряжением σz и без возможности бокового расширения образца.


Слайд 80
Текст слайда:

Этапы уплотнения (консолидации):

Мгновенное сжатие – возникновение упругих деформаций скелета грунта, поровой воды и газа;
Фильтрационный этап или этап первичной консолидации, возникает за счет выжимания воды из породы (зависит от kф );
Завершение уплотнения – вторичная консолидация. Поровое давление равно 0 и вся нагрузка передается через скелет грунта. Наблюдается медленное смещение частиц относительно друг друга.

Продолжительность этапов различна.


Слайд 81
Текст слайда:

Параметры консолидации грунтов:

степень консолидации грунта(ө) на данный момент времени;
период первичной консолидации (tф) – время от начала уплотнения до завершения фильтрационного этапа консолидации;
коэффициент консолидации (cv), характеризующий скорость процесса уплотнения и определяемый по теории фильтрационной консолидации из соотношения: cv=kф(1+e)/m∙ρв

где Kф - коэффициент фильтрации; е - коэффициент пористости; m - коэффициент сжимаемости; ρв - плотность воды; cv - измеряется в см2/с.


Слайд 82
Текст слайда:

При изучении консолидации определяется зависимость относительной осевой деформации εz (или относительной осадки s) образца от времени уплотнения (t) при данной нагрузке (σz). Общий вид кривой консолидации s = f (t) при σz = const показан на рис. 1.


Слайд 83
Текст слайда:

Рис 1. Общий вид кривой консолидации водонасыщенного глинистого грунта (σz = const): 0-1 - мгновенное сжатие; 1-2 – фильтрационная (первичная) консолидация; 2-3 - вторичная консолидация.


Слайд 84
Текст слайда:

В глинистых грунтах с дальним типом коагуляционных контактов (Nа-монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины, илы и др.) скорость консолидации весьма мала, такие грунты характеризуются наименьшими значениями коэффициента консолидации сv. Так, для Na-монтмориллонитовых глин при небольшой концентрации электролита порового раствора (менее 0,01 н.) значения коэффициента сv изменяются от 10-6 по 10-5 см2/с (рис.2).


Слайд 85
Текст слайда:

Рис.2. Зависимость коэффициента консолидации монтмориллонитовых глин от коэффициента пористости:
1 – Ca-монтмориллонит; 2 – природная монтмориллонитовая глина; 3 - Na-монтмориллонит


Слайд 86
Текст слайда:

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 87
Текст слайда:

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 88
Текст слайда:

Рис.3. 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 89
Текст слайда:

Длительная прочность – это прочность, сохраняемая грунтом при длительном действии нагрузки Длительная прочность обусловлена следующими факторами:

характером возникновения и изменением во времени избыточного давления в поровой воде водонасыщенного грунта;
ползучестью скелета водонасыщенного и неводонасыщенного грунтов.


Слайд 90
Текст слайда:

Долговечность грунта (tp) – это время от момента приложения нагрузки к грунту до момента его разрушения. Чем больше напряжение, тем меньше долговечность грунта, и наоборот.


Слайд 91
Текст слайда:

Определение ползучести проводят при испытании заданной нагрузкой в течение 1000 часов.


Слайд 92
Текст слайда:

Тема: Особенности свойств генетических типов глинистых грунтов.


Слайд 93

Слайд 94

Слайд 95

Слайд 96
Текст слайда:

Тема: «Структурные связи»

Структурные связи по своей природе подразделяются на:
1. Связи химической природы:
- ионные;
- ковалентные;
- водородные.
2. Связи физической и физико-химической природы:
- молекулярные;
- электростатические;
- ионно-электростатические (рис.1);
- магнитные;
- капиллярные (рис.2).


Слайд 97
Текст слайда:

3. Связи биотической природы.
4. Связи механической природы.





+


W

Пластическая
прочность


Рис 1 .

Рис 2.

φ

φ


Слайд 98
Текст слайда:

Контакты между глинистыми частицами
(Ребиндер, 1966 г.)

Фазовые контакты






-частицы




-вода связанная

Цементационные контакты







-цемент

Коагуляционные контакты







Слайд 99
Текст слайда:

Переходные контакты






Контакты зацепления




Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика