Geotechnika: zadania i pytania egzaminacyjne

Mechanika gruntów dla inżynierów budownictwa: właściwości gruntów, naprężenia w podłożu, ciśnienie wody w porach i naprężenie efektywne.

Ćwicz ten przedmiot za darmoĆwicz ten przedmiotNapisz egzamin próbny5 darmowych zadań dziennie. Bez karty.

Zestaw na powtórkę (PDF)Wzory, kroki metod i zadania z pełnymi rozwiązaniami, gotowe do wydruku.

Tematy w tym przedmiocie

  1. Naprężenie efektywne w grunciezwierciadło wody na powierzchni · zwierciadło wody w warstwie · dwie warstwyobliczenia
  2. Osiadanie konsolidacyjneglina normalnie skonsolidowana · glina prekonsolidowana · czas konsolidacjiobliczenia
  3. Parcie hydrostatyczneściana pionowa · zanurzona zasuwa · środek parciaobliczenia

Wskazówki egzaminacyjne: Geotechnika

  • Naprężenie efektywne = naprężenie całkowite − ciśnienie wody w porach.
  • Poniżej zwierciadła wody gruntowej używaj ciężaru objętościowego gruntu nasyconego do naprężenia całkowitego.
  • Narysuj profil gruntowy z każdą warstwą i zwierciadłem wody, zanim zaczniesz liczyć.

Przykłady z rozwiązaniami

Naprężenie efektywne w gruncieŁatwy
piasekγsat​ = 20 kN/m³11 mzwierciadło wody gruntowejXz = 8 m

Dla pokazanego profilu gruntu wyznacz pionowe naprężenie całkowite σ w punkcie X.

z = 8 mzw = 0 mγw = 9,81 kN/m³piasek: γsat = 20 kN/m³

Oblicz σ (kPa)

Pokaż podpowiedzi
  1. Naprężenie efektywne = naprężenie całkowite − ciśnienie wody w porach.
  2. Użyj ciężaru objętościowego suchego nad zwierciadłem wody i nasyconego poniżej.
  3. σ = 160 kPa.
Pokaż odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku

Naprężenie efektywne (Terzaghi): szkielet gruntowy przenosi σ′ = σ − u. Naprężenie całkowite σ to ciężar wszystkiego nad punktem, Σγ·h, z ciężarem objętościowym suchym nad zwierciadłem wody i nasyconym poniżej. Poniżej zwierciadła ciśnienie wody w porach jest hydrostatyczne: u = γw·(głębokość poniżej zwierciadła).

Naprężenie całkowite

Dodaj ciężar każdej warstwy gruntu nad X. Nad zwierciadłem wody użyj ciężaru objętościowego suchego, poniżej nasyconego.

σ = γsat·z = 20·8 = 160 kPa

Odpowiedź

σ = 160 kPa
Osiadanie konsolidacyjneŚredni
Δσ = 230 kPapiasekglinaCc​ = 0,5, Cr​ = 0,02e0​ = 1,2σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 150 kPa2 mzwierciadło wody gruntowej

Warstwa gliny prekonsolidowanej o miąższości 2 m ma Cc = 0,5, Cr = 0,02 i e₀ = 1,2. W połowie jej głębokości efektywne naprężenie pionowe wynosi 50 kPa i naprężenie prekonsolidacji wynosi 150 kPa. Nowy budynek zwiększa naprężenie pionowe w połowie głębokości o 230 kPa. Wyznacz osiadanie konsolidacyjne pierwotne S w mm.

H = 2 mCc = 0,5Cr = 0,02e0 = 1,2σ′0 = 50 kPaσ′p = 150 kPaΔσ = 230 kPa

Oblicz S (mm)

Pokaż podpowiedzi
  1. Porównaj naprężenie końcowe σ′₀ + Δσ z naprężeniem prekonsolidacji.
  2. σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > σ′p = 150 kPa.
  3. Podziel zakres naprężeń w σ′p: Cr od σ′₀ do σ′p, a potem Cc od σ′p do σ′f.
Pokaż odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku

Konsolidacja pierwotna warstwy gliny o miąższości H, z naprężeniem efektywnym w środku warstwy: σ′f = σ′0 + Δσ. Glina normalnie skonsolidowana: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Glina prekonsolidowana ulega ponownemu ściśnięciu wzdłuż Cr aż do naprężenia prekonsolidacji σ′p, a dopiero powyżej niego podąża za Cc. Czas: t = Tv·Hdr²/cv, gdzie droga filtracji Hdr wynosi H/2, gdy woda może odpływać górą i dołem, oraz H, gdy drenaż jest tylko z jednej strony.

Porównaj z naprężeniem prekonsolidacji

σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > 150 kPa

Osiadanie

Ponowne ściskanie do σ′p, ściskanie pierwotne powyżej.

S = 0,02·2/(1 + 1,2)·log₁₀(150/50) + 0,5·2/(1 + 1,2)·log₁₀(280/150)
S = 8,675 + 123,2 = 131,9 mm

Odpowiedź

S = 131,9 mm

Jak wygląda ćwiczenie

  • „Ćwicz ten przedmiot” miesza zadania ze wszystkich jego tematów, jak na prawdziwym egzaminie.
  • Każde zadanie ma nowe wartości, więc uczysz się metody, a nie odpowiedzi.
  • Utknąłeś? Najpierw otwórz małą podpowiedź, a pełne wyjaśnienie dopiero wtedy, gdy go potrzebujesz.
  • Egzaminy próbne są mierzone czasem i nie mają podpowiedzi, a na końcu dostajesz wynik i pełne omówienie.

Kalkulatory do tego kursu

Kalkulator osiadania konsolidacyjnegoKalkulator gęstości (masa, objętość i gęstość)

Powiązane przedmioty

Przygotowanie do egzaminu FE CivilHydraulikaMechanika płynówFizyka dla inżynierówMechanika budowli
Ćwicz ten przedmiot za darmoĆwicz ten przedmiotNapisz egzamin próbny5 darmowych zadań dziennie. Bez karty.