Вопросы к экзамену по механике грунтов

Примерные
вопросы к экзамену по дисциплине
«Механика грунтов» для студентов 3 курса
ПГС

1. Объект
   изучения и основные понятия «Механики
   грунтов» (грунты, почвы, основания,
   фундаменты и др.).

2. Задачи
   «Механики грунтов».

3. Значение
   предмета «Механика грунтов».

4. Естественноисторические
   условия формирования грунтов.

5. Виды
   грунтовых отложений.

6. Грунты
   как дисперсные системы.

7. Характеристика
   грунтовых фаз (элементов грунтов).

8. Твердые
   минеральные частицы в грунтах.

9. Вода
   в грунтах, ее виды и свойства.

10. Явления,
    вытекающие из взаимодействия воды с
    минеральными частицами.

11. Газообразная
    фаза в грунтах, ее виды и свойства.

12. Структура,
    текстура, связи в грунтах.

13. Основные
    физические характеристики грунта.

14. Вспомогательные
    (производные) физические характеристики
    и классификационные показатели грунта.

15. Виды
    классификаций грунтов.

16. Принципы
    построения общей классификации грунтов
    и горных пород.

17. Строительная
    классификация скальных грунтов.

18. Строительная
    классификация нескальных грунтов.

19. Основные
    закономерности «Механики грунтов».

20. Понятие
    о законах пористости.

21. Сжимаемость
    грунтов.

22. Испытания
    грунтов в одометре.

23. Зависимость
    между давлением и коэффициентом
    пористости.

24. Компрессионные
    кривые, их анализ.

25. Свойства
    главной ветви компрессионной кривой.

26. Уравнение
    компрессионной кривой.

27. Закон
    уплотнения.

28. Коэффициент
    сжимаемости, коэффициент относительной
    сжимаемости.

29. Модуль
    общей деформации грунта.

30. Способы
    определения модуля общей деформации.

31. Коэффициенты
    бокового давления и бокового расширения
    грунта.

32. Условия
    водопроницаемости грунтов.

33. Закон
    ламинарной фильтрации в грунтах (закон
    А. Дарси).

34. Коэффициент
    фильтрации: понятие, способы определения.

35. Пределы
    применимости закона ламинарной
    фильтрации А. Дарси.

36. Понятие
    о начальном градиенте в глинистых
    грунтах.

37. Механическая
    модель сжатия грунтовой массы
    Терцаги-Герсеванова.

38. Влияние
    водопроницаемости на скорость сжатия.

39. Эффективные
    и нейтральные давления в грунтовой
    массе.

40. Понятие
    о прочности в грунтах.

41. Понятие
    о трении и скольжении в грунтах.

42. Испытание
    грунтов на сдвиг при прямом срезе:
    приборы, основные схемы испытаний.

43. Предельное
    сопротивление сдвигу сыпучих грунтов.

44. Закон
    Ш. Кулона для сыпучих грунтов.

45. Угол
    внутреннего трения, коэффициент трения.

46. Предельное
    сопротивление сдвигу связных грунтов.

47. Закон
    Ш. Кулона для связных грунтов.

48. Общая
    зависимость между деформациями и
    напряжениями.

49. Фазы
    напряженного состояния грунта.

50. Принцип
    линейной деформируемости (Н.М. Герсеванов).

51. Допущения,
    при которых справедлив принцип линейной
    деформируемости.

52. Определение
    напряжений в грунте в случае
    пространственной задачи от действия
    сосредоточенной силы (сил). Основная
    задача (Ж. Буссинеск).

53. Определение
    напряжений в грунте от действия местной
    нагрузки, равномерно распределенной
    по площади (А. Ляв).

54. Определение
    сжимающих напряжений по методу угловых
    точек.

55. Определение
    сжимающих напряжений способом
    элементарного суммирования.

56. Распределение
    напряжений от действия равномерно
    распределенной нагрузки.

57. Главные
    напряжения.

58. Эпюры
    напряжений и линии одинаковых напряжений.

59. Распределение
    контактных давлений под жестким
    центрально загруженным фундаментом в
    случае пространственной задачи.

60. Эпюры
    контактных давлений.

61. Распределение
    напряжений от собственного веса грунта.

62. Характерные
    эпюры природных давлений.

63. Механические
    процессы, возникающие в грунтах при
    действии местной постепенно возрастающей
    нагрузки.

64. Фазы
    напряженного состояния грунтов при
    возрастании нагрузки.

65. Поверхности
    скольжения и деформации в грунте под
    фундаментом при полном развитии зон
    предельного равновесия.

66. Критические
    нагрузки на грунт.

67. Определение
    начальной критической нагрузки на
    грунт (Н.П. Пузыревский).

68. Предельная
    критическая нагрузка для сыпучих и
    связных грунтов (Прандтль и Рейснер).

69. Решения
    В.Г. Березанцева и В.В. Соколовского при
    действии вертикальной и наклонной
    нагрузок с боковой пригрузкой.

70. Причины
    нарушения устойчивости.

71. Элементарные
    задачи устойчивости свободных откосов
    и склонов для идеально сыпучих и идеально
    связных грунтов.

72. Метод
    круглоцилиндрических поверхностей
    скольжения для определения устойчивости
    массивов грунта.

73. Виды
    оползней.

74. Расчет
    устойчивости прислоненных откосов и
    склонов любого очертания (общие
    положения).

75. Меры
    борьбы с оползнями.

76. Виды
    ограждающих конструкций.

77. Активное
    и пассивное давления грунта на подпорную
    стенку.

78. Определение
    давления сыпучих грунтов на подпорные
    стенки (при допущении плоских поверхностей
    скольжения).

79. Определение
    давления связных грунтов на подпорные
    стенки (при допущении плоских поверхностей
    скольжения).

80. Виды
    деформаций грунтов и причины их
    обуславливающие. Условия возникновения
    упругих деформаций в грунтах.

81. Метод
    общих упругих деформаций (решение Ж.
    Буссинеска).

82. Метод
    местных упругих деформаций (гипотеза
    Фусса-Винклера).

83. Одномерная
    задача теории компрессионной консолидации
    грунтов: основные допущения, основная
    задача определения осадки слоя грунта
    при сплошной нагрузке.

84. Виды
    осадок грунтовых оснований.

85. Причины
    развития неравномерных осадок.

86. Основные
    методы расчета осадок оснований и
    фундаментов (общие положения).

87. Плотность
    грунта. Понятие и способ определения
    в лабораторных условиях.

88. Влажность
    грунта. Понятие и способ определения
    в лабораторных условиях.

89. Плотность
    минеральных частиц грунта. Понятие и
    способ определения в лабораторных
    условиях.

90. Гранулометрический
    состав грунта. Понятие и способ
    определения гранулометрического
    состава песчаного грунта в лабораторных
    условиях.

91. Деформационные
    характеристики грунта. Понятие и способы
    определения в лабораторных условиях.

92. Прочностные
    характеристики грунта. Понятие и способы
    определения в лабораторных условиях.

93. Фильтрационные
    характеристики грунта. Понятие и способы
    определения в лабораторных условиях.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

---

С этим файлом связано 3 файл(ов). Среди них: Физика.pptx, Историческая песня.docx, Задание 1 Определение инвестиционной стоимости процентной облига.
Показать все связанные файлы

---

Подборка по базе: Микроэкономика ТУСУР 1 курс Ответы к тесту — скачать пример гото, ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ИСТОРИИ.doc, вопросы к экзамену 33 группа-2.docx, Инновационный менеджмент синергия ответы 1 семестр.pdf, вопросы к экзамену.docx, Политология. Ответы на тест 1.pdf, ОИ рк1 ответы.pdf, Ответы к экзамену.docx, 2.2 Вопросы к экзамену Смета+Финансы.docx, ВОПР К экзамену АСВТ.docx

---

Ответы к экзамену «Механика грунтов»:

1. Назвать 4 класса грунтов (по ГОСТу).

ГОСТ 25100-95

1. Скальные и полускальные грунты
2. Дисперсные (с механическими и водно-коллоидными структурными связями)
3. Мерзлые (с криогенными структурными связями)
4. Класс техногенных грунтов (скальных, дисперсных и мерзлых)

2) Строительная классификация дисперсных грунтов (схема).

3) Перечислить виды воды в грунте и виды структурных связей в грунтах.

Вода в грунтах:

1. Поровая (находится в порах)

— свободная (гравитационная)

-связная (рыхло- и прочносвязная) только в глинистых грунтах

Гравитационная перемещается за счет напора воды (гидравлического) участвует в процессе фильтрации воды, замерзает при 0 ⁰С (в скальных породах, крупнообломочных гранулах и крупных песках только эта вода)

Капиллярная вода перемещается по тонким порам за счет сил поверхностного натяжения.

Связная вода; Прочно связная вода практически едина с минеральной частицей. Не перемещается при замерзании -190 ⁰С.

Рыхловязлая вода участвует в процессах минерализации влаги при морозном пучении, может перемещаться незначительно.

Виды структурных связей в водах:

1. Кристальные связи – жёсткие, очень прочные, хрупкие, необратимые, характерные для скальных грунтов, могут быть растворимыми в воде.
2. Цементационные – характерны для полускальных и глинистых грунтов, их прочность зависит от состава. Хрупкие, необратимые.
3. Механические – возникают за счёт трения и сцепления между частицами. Характерны для песков и крупнообломочных грунтов.
4. Водноколойдные – характерны для глинистых грунтов. Менее прочные, чем цементационные. Мягкие, обратимые связи. С увеличением влажности их прочность уменьшается. После подсушивания возрастает (восстанавливается).

4) Перечислить специфические свойства глинистых грунтов.

1. Пластичность

2. Связность

3. Ползучесть

4. Водонепроницаемость

5. Пучинистость при промерзании

6. Набухаемость при замачивании

7. Просадочность при замачивании

5) Перечислить основные физические характеристики песчаных грунтов

(фазовая модель, формулы по определению, размерности)

1. Гранулометрический состав

2. Плотность (включает удельный вес грунта, удельный вес частиц грунта).

3. Влажность (природная)
6) Перечислить основные физические характеристики глинистых грунтов. (фазовая модель, формулы по определению, размерности)

1. Плотность (удельный вес) грунта.

2. Плотность, удельный вес частиц грунта

3. Влажность естественная (природная) – W

4. Характерные влажности – W_p граница (%)

5. Граница текучести глинястого грунта W_L.

Определение любой из физических характеристик производится на основании фазовой модели грунта.
1) , ;

[кН/м³];

1. W (влажность)

W =
7) Перечислить вычисляемые физические характеристики грунтов.

1. Плотность (удельный вес сухого грунта) ρ_d (γ_d);

2. Пористость грунта – n;

3. Коэффициент пористости – е;

4. Коэффициент (степень) водонасыщенности – p

5. Удельный вес – γ_sb.
Перечислить классификационные признаки:

8а – крупнообломочных;

Крупнообломочные: глыбовые (валунные), щебенистый (галечниковый), градийный (дресвянный) – определение по грансоставу в таблице ГОСТа

Степень влажности, S_r: (маловлажный, (0,5) влажный, (0,8) водонасыщенный).

8б – песчаных;

1. По крупности: гравелистый, крупный, средний, пылеватый, глинистый).

2. По плотности различают: Плотные, средней плотности, рыхлые (не может быть основанием).

3. По сжимаемости: сильно-(<5), средне-(<10), слабосжимаемые

4. По влажности маловлажный (<0,5), влажный(<0,8), водонасыщенный.

8в – глинистых грунтов.

1. Степень глинястости: Супесь (>0,01 и < 0,07), суглинок (<0,17), глина.
2. Консистенция: по показателю текучести (I_L): твёрдый (<0), пластичный (<1), текучий.
3. Водопроницаемость (I_L): водонепроницаемый (водоупор) I_L< 0,25 – супеси суглинки. Водонепроницаемый I_L< 0,5 – глина.
4. Просадочность при замачивании если S_r< 0,8 – грунт просадочный при замачивании.
5. Набухаемость при замачивании глинистого грунта оценивается по I_ss< 0,3 – ненабухающий.
6. Сжимаемость по модулю деформации: Сильносжимаемый (<5) , слабосжимаемый (<10), несжимаемый.

9) Показатели J_P и J_L (формулы, где используются).

ЧИСЛО ПЛАСТИЧНОСТИ — JP;	JP = WL — WP.
ПОКАЗАТЕЛЬ ТЕКУЧЕСТИ – JL;	JL = (W — WP )/(WL — WP).

10) Типы и консистенции глинистых грунтов (назвать)

Типы глинистых грунтов: супесь, суглинок и глина

Консистенция: по показателю текучести (I_L): твёрдый (<0), пластичный (<1), текучий.

11) Перечислить структурно-неустойчивые грунты (название → воздействие → негатив).

1.Рыхлые грунты, как правило, мало пригодны для основания, так как дают значительные, а главное неравномерные осадки. При необходимости строительства на рыхлых грунтах несущая способность основания выявляется путём специальных исследований, индивидуальных для каждого строительства

2. Глинистые грунты с показателем текучести более 0,6- слабые грунты, могут давать значительные осадки при нагрузке

3.     Особые глинистые грунты

         3а  —   Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) εsw ≥ 0,04.

          3б-     Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки εsl ≥ 0,01.

         3в—-Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда,.

4. Лессовидные  глинистые грунты.- замачивание

К структурно-неустойчивым основаниям относятся, прежде всего, просадочные лёссовые грунты.

Просадкам подвержены лёссы и многие разновидности лёссовидных пород.

Довольно часто встречаются глины, суглинки и супеси, для которых характерно наличие тонких, но видимых невооруженным глазом более или менее вертикальных канальцев (пор), пронизывающих всю их толщу. Сохранность пор, даже на большой глубине, объясняется тем, что внутренняя их поверхность состоит из глинистых частиц, пропитанных карбонатами (известковые и прочие соединения CO2). При прохождении сквозь лёсс воды карбонаты в ней растворяются, при этом связь между частицами ослабляется; если грунт находится под нагрузкой, поры в нём уничтожаются, вся его структура меняется — происходит резкое уплотнение.

В практике строительства были случаи, когда здания, просуществовавшие значительное количество лет на лёссовом основании без деформаций, вдруг внезапно начинали давать просадки при замачивании основания. Просадками называются местные, быстро протекающие вертикальные деформации грунта, обусловленные резким коренным нарушением структуры.

В сухом состоянии структура лёссового основания находится в равновесии и выдерживает нагрузку 2–3 кг/см² (0,2…0,3 МПа). При замачивании вода разрушает связи между минеральными частицами,   В результате минеральные частицы падают в крупные поры, и грунт превращается в обычный суглинок с дальнейшим развитием просадки.

Выше уже указывалось, что лёссовидные грунты могут служить основанием при условии своевременного принятия мер, устраняющих возможность увлажнения основания. Поэтому при обнаружении, хотя бы на большой глубине, глин, суглинков и супесей всегда необходимо тщательно проверить, не являются ли они лёссовидными, т.  е. просадочными при замачивании,

5.  Грунты насыпные и с органическими веществами.

К слабым грунтам относятся грунты с органическими примесями и насыпные грунты.

5а—К грунтам с большим содержанием органических веществ относятся: культурный растительный слой, органический ил, торфяные и болотные грунты. Они являются весьма ненадёжными для непосредственного возведения на них фундаментов здания, и в огромном большинстве случаев наиболее целесообразно прорезать такие грунты и располагать основание на подстилающих слоях. Химический состав грунтовых вод в таких грунтах должен быть тщательно обследован, так как в них часто бывают растворены соли, разрушающие материалы фундамента.

5б—Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки. Перечисленные грунты неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают значительной и неравномерной сжимаемостью. Поэтому в качестве оснований их используют только после укрепления уплотнением, цементацией, силикатизацией, битумизацией или термическим способом.

Строительные свойства насыпных и искусственно созданных грунтов определяются возрастом и материалом насыпи. Достаточно плотные, однородные насыпи, не имеющие органических включений, могут быть использованы в качестве основания.

6.     ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ

Вечно мерзлыми называют грунты, находящиеся в мерзлом состоянии (имеют отрицательную температуру и лед в своем составе) в течение трех лет и более. Вечномерзлые грунты представляют собой ярко выраженные структурно-неустойчивые грунты, так как при их оттаивании происходят просадки в результате нарушения природной структуры. При промерзании оттаявшего грунта возможно его пучение.

Оттаивание и промерзание грунта, как правило, происходит ежегодно в слое сезонного оттаивания или промерзания (деятельном слое), находящемся в верхней зоне основания над толщей вечномерзлых грунтов.

 Если посмотреть на кару России, то примерно 48% ее территории занимают вечномёрзлые грунты.

Около 48% территории России занимают вечномёрзлые грунты.

• Состав мёрзлого грунта = минеральные частицы + вода + лёд + воздух.

 

Вечномерзлые грунты залегают на глубине от 0,5 до 4,5 м и имеют толщу мощностью от нескольких метров до 1,5 км. 2. Мёрзлое состояние

Мерзлый грунт содержит лёд, сравнимый по прочности с цементом, но свойства такого грунта не стабильны и зависят от температуры- R = f(t °C)

 Большое значение для мёрзлого грунта имеет льдистость i определяемая выражением:

Где,

• W_c – суммарная влажность мерзлого грунта (определяется на основе опытных данных),
• W_нез – влажность за счет незамерзшей воды (определяется на основе опытных данных).

Оттаивание мерзлого грунта

Мёрзлый песчаный грунт при оттаивании практически не претерпевает изменений. Для глинистого же (связного) грунта физический процесс оттаивания совершенно иной. В мёрзлом состоянии глинистый грунт представляет собой монолитную, сплошную систему, минеральные зерна которой объединены льдом. Прочность такой системы может составлять до 10 МПа и более (в зависимости от отрицательной температуры).

При оттаивании, связующая способность льда исчезает, грунт теряет свою монолитность (см. ниже расположенный рисунок), с резким снижением прочностных и деформационных характеристик, т.е. проявляет просадочные свойства.

Проектирование фундаментов, устраиваемых в районах распространения вечномерзлых грунтов, является очень сложной задачей, правильное решение которой возможно только с учетом процессов, происходящих в деятельном слое и слое вечномерзлого грунта. Неправильный учет этих процессов и характера их протекания часто приводит к недопустимым деформациям зданий и сооружений, а в некоторых случаях служит причиной их полного разрушения.

7, Пучинистые при промерзании грунты

Следует подчеркнуть, что при промерзании в грунте происходит миграция воды, а также пучение замерзающих грунтов.

 Морозное пучение грунта происходит во влажных глинистых грунтах и пылеватых песках в результате промерзания, которое связано с увеличением, объема воды при замерзании и перемещением  /миграцией/ воды к фронту промерзания из нижних горизонтов. Для песчаных грунтов при промерзании происходит увеличение объёма воды примерно на 9%я. Пучение таких грунтов практически не происходит.

Для глинистых грунтов под действием осмотического давления молекулы воды начинают двигаться вверх. Миграция направлена к фронту промерзания и пучение таких грунтов может составить 20…30%.,  что  приведет к значительному выпучиванию фундаментов,

12) Перечислить:

12а – все законы механики грунтов (для чего используются?);

• Закон прочности Кулона
• Закон фильтрации воды в грунте (для расчёта поровой воды при фильтрации)
• Закон деформирования (для расчёта осадок)

12б – все деформационные характеристики грунтов (формулы, размерности);

1. Е – модуль деформации (МПа);
2. ϑ – коэффициент Пуассона (о.е.);
3. K – модуль объёмной деформации (МПа);
4. G – модуль сдвига (МПа);
5. С_я – коэффициент постели (о.е.);
6. m_o – коэффициент сжимаемости;
7. m_g – относительный коэффициент сжимаемости;
8. ξ – коэффициент бокового расширения грунта (о.е.);
9. β – коэффициент продольного расширения (о.е.);

12в – все прочностные характеристики грунтов.

Основные:

1. С – удельное сцепление грунта (кПа);
2. φ – угол внутреннего трения (градусы);
3. R_c – предел прочности на водонасыщенное сжаие (Мпа)

Дополнительные:

1. R₀ – расчётное сопротивление (кН);
2. k_ф – коэффициент фильтрации воды в грунте.

13) Охарактеризовать кратко лабораторные методы определения:

13а – деформационных характеристик грунтов

(приборы, методика испытаний, результаты испытаний).

(1)

где – абсолютная деформация грунта на i-ой ступени давления, мм;

h – высота образца грунта до испытания, мм.

По величинам относительной деформации строится график зависимости , изображенный на рисунке 2.

Рис. 2 – График испытания грунта при сжатии

в компрессионном приборе

• В конечном итоге по результатам компрессионных испытаний для заранее назначенного интервала давления рi-1, рi определяются деформационные характеристики грунта – коэффициент сжимаемости m0 (модуль местных упругих деформаций) и модуль деформации Е

13б – прочностных характеристик грунтов.

(приборы, методика испытаний, результаты испытаний)

• Сдвиговой или срезной прибор
• В лабораторных условиях испытания грунтов на срез проводятся методом среза по фиксированной плоскости в срезных приборах или методом раздавливания при трехосном напряженном состоянии в стабилометрах. При испытаниях в срезном приборе сдвиг частиц грунта происходит по фиксированной плоскости. Несколько образцов одного и того же грунта загружается различными по величине вертикальными давлениями р и сдвигаются плавным приложением горизонтальных сдвигающих усилий τ. Определение предельных значений τu производится не менее чем при трех различных значениях р

14) Охарактеризовать кратко полевые методы определения /самостоятельно изучить/:

14а – деформационных характеристик грунтов;

14б – прочностных характеристик грунтов.

сдвиг целика, крыльчатка, статические динамическое зондирование, иногда применяют штампы
15) Закон фильтрации воды в грунте (основные понятия, уравнения, графики). Какие грунты – водоупоры?Где применяется закон?

В фильтрации участвует только свободная поровая вода. Рыхлосвязная вода участвует в миграции воды при морозном пучении.

Водопроницаемостью грунта называют его способность пропускать через себя свободно- гравитационную воду под действием разности напоров. Рассматривается ламинарное (струйное) течение воды, характерное для всех типов грунтов, кроме крупнообломочных. Движение свободной гравитационной воды в грунтах оснований называется фильтрацией.

Коэффициент фильтрации – это скорость фильтрации при гидравлическом градиенте = 1 (i), i = , где L – длина пути проходимого водой. Направление фильтрации может быть любое. Полный гидравлический напор H складывается из суммы:

, где – геометрический напор, – пезометрический напор.

v_Ф = k_ф*i – скорость фильтрации (закон фильтрации) для песчаных грунтов(м/сут, см/сек).

v_Ф = k_ф*(i – i₀), гдеi₀ – начальный градиент напора. – Закон для глинистых грунтов.

К водоупорам относятся супеси и суглинки с показателем текучести I_L< 0,25, а так же глины I_L<0,5.

Закон фильтрации используется для:

1. Расчётов притоков воды в котлован;
2. Для проектирования водоотводов и дренажей;
3. Для расчёта осадки грунта во времени.

Формулы для решения задач:

v_w = , гдеA –площадь поперечного сечения, t – время, L – длина пути, — коэффициент фильтрации из таблицы или экспериментальный.
16) Закон уплотнения грунта (компрессии) – 3 формы записи, графические зависимости. Для чего используется?

Сжимаемость грунтов – способность грунтов изменять свое строение (упаковку твердых частиц) под влиянием внешних воздействий за счет уменьшения пористости
17) Закон прочности Кулона (3 уравнения, 3 графика).

1. Идеально — сыпучий грунт.
С=0, φ ,

Идеально-связный грунт устойчив, если выполняется зависимость: , где и – главные напряжения.

1. Идеально-связный грунт

С 0, φ , , Сvar 0 120 кПа

– грунт устойчив, если выполняется данное условие.

1. Реальный грунт

С 0, φ , +G*tgφ;

– грунт устойчив, если выпролняется данное условие.

18) Закон прочности Кулона-Мора (3 уравнения).

19) Оптимальная влажность и максимальная плотность грунта

Оптимальная влажность Wопт – влажность, соответствующая наилучшему уплотнению грунта. Она определяется в приборе стандартного уплотнения (прибор Проктора) .

Максимальная плотность (стандартная плотность) – наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения.

19) Фазы деформирования грунта под нагрузкой (график, фазы, критические нагрузки).

1. Фаза: Фаза уплотнения грунта. Характеризуется образованием уплотнённого ядра под подошвой. Диапазон нагрузок: 0

. Зависимость Е от Gлинейная. При P< осадки всегда абсолютно безопасны для основания. Для расчёте осадок в этой фазе используется теория линейного деформирования полупространства.

2. Фаза: Фаза возникновения и развития зон сдвигов (но состояние еще допредельное). Диапазон:

. Зависимость Е от G нелинейная. Осадки возможностабилизируются. Строительство в диапазоне этих нагрузок возможно, но отчасти рискованно. При расчётах применяется математический аппарат нелинейной механики грунтов, теории упругопластических деформаций.

3. Фаза: Фаза потери несущей способности основания.

Эту фазу характеризует появление валов выпирания на поверхность грунта и появления поверхности скольжения в области предельного нагружения. Для нахождения используется теория продольного равновесия (пластичности).
– начальная критическая нагрузка;

P_пред – предельная нагрузка;

R_н – нормативное расчётное сопротивление грунта;

R – расчётное сопротивление грунта.

График Герсеванова

20) Модели деформирования грунта – Гука и Фусса-Винклера.

21) Деформирование водонасыщенных грунтов под нагрузкой – механическая модель. Нейтральное (поровое) и эффективное давление.
22) Классификация напряжений в грунте (общая)

1. нормальные и касательные

2. Вертикальные и горизонтальные

3. Главные ( )

4. По происхождению напряжения делятся:

— от собственного веса (природные/бытовые) С глубиной линейно растут ( )

— от внешней нагрузки P на глубине zот подошвы фундамента ( )

С глубиной рассеиваются (уменьшается) часть напряжений, распространяются в сторону, появляются горизонтальные напряжения.
23) Перечислить основные допущения теории линейно-деформируемой среды (ТЛДС).
24) Охарактеризовать эпюру напряжений от собственного веса грунта.

Общая формула напряжения от собственного веса грунта:

С увеличением глубины увеличивается эпюра напряжения, так как собственный вес возрастает. (?)
25) Перечислить рассмотренные плоские задачи и указать отличия в постановках и решениях.

26) Перечислить рассмотренные пространственные задачи и указать отличия в постановках и решениях.

27) Задача Фламана-Миччела: постановка, решение, графическая иллюстрация.

28) Задача Буссинеску, постановка, основное решение.

29) Пространственная задача Лява, постановка, решение для σ_zp⁰.

30) Охарактеризовать эпюру σ_zp⁰ в задаче Лява.

31) Метод угловых точек Польшина (5 случаев)
32) Контактные напряжения: определение, виды эпюр: теоретическая

и экспериментальные эпюры.Практическиеэпюры для центрально и внецентренно-нагруженных фундаментов.

Контактные напряжения – напряжения на подошве фундамента и грунта. Они необходимы для расчёта напряжений в грунте и для расчёта фундамента на прочность. Характер распределения по подошве (эпюра) зависит от жёсткости, формы, размеров фундамента, а также от жёсткости грунта.

1. Теоретическая эпюра контактных напряжений: под краями фундамента напряжение бесконечно (из решения Митчела).
2. Экспериментальная эпюра напряжений – седлообразная.

Трансформация экспериментальных эпюр в зависимости от жёсткости фундамента:

t=0 – абсолютно жёсткий фундамент.

t = 1 – граница жёсткости и гибкого фундамента.

t = 3 – мягкий грунт, гибкий.

С увеличением гибкости t, а так же с ростом нагрузки P эпюраконтактных напряжений трансформируется аналогичным образом.

Различают центрально и внецентренно нагруженные фундаменты.

1. Ц ентрально нагруженный фундамент.

Эпюра контактных напряжений в виде прямоугольника.

Условия прочности на контакте: P_к = P R

1. Внецентренно нагруженный фундамент.

Эпюра контактных напряжений – трапеция.

Условие прочности для внецентренно нагруженного фундамента:

Условия выполняются одновременно!
33) Начальная критическая нагрузка – от каких факторов зависит.

34) Нормативные и расчетные сопротивления грунта.
35) Откосы и склоны, определения и т.д. (общее).

Откос – искусственный уклон;

Склон – естественный уклон;

Причины потери устойчивости:

1. Устройство недопустимо недопустимо крутого откоса или его подрезка.
2. Увеличение удельного веса грунта в призме обрушения за счёт увлажнения.
3. Снижение прочностных характеристик (С, φ) по тем же причинам.
4. Увеличение внешней нагрузки на откос (дополнительная нагрузка).
5. Гидродинамическое, сейсмическое, динамическое воздействие.

36) Простейшие задачи на расчет откосов и склонов (формулы).

Для идеально сыпучего грунта:

(С=0, φ , предельный угол заложения α=φ, где φ – угол внутреннего трения.

С учетом коэффициента устойчивости:

Обычно принимают: 1,1
37) Охарактеризовать метод круглоцилиндрических поверхностей для расчета устойчивости откосов.

38) Расчетная схема жесткой подпорной стенки. Активное и пассивное давление.
39) Оптимальная влажность грунта

При устройстве искусственно улучшенных оснований приходится уплотнять грунт, в т. ч. пылевато-глинистый. Для оценки уплотняемости грунта ее подвергают исследованию в приборе для стандартного уплотнения. Грунт укладывают в прибор тремя слоями и каждый слой уплотняют 30…40 ударами стандартного груза, сбрасываемого с определенной высоты.

Таким образом исследуют один и тот же грунт при различных влажностях. После уплотнения определяют плотность грунта ρ и влажность W. Затем вычисляют плотность частиц грунта ρ_d, характеризующую его уплотненность, и строят графическую зависимость ρ_d – W.

 По графику определяют влажность, при которой стандартным уплотнением достигается наибольшая плотность скелета грунта ρ_d. Эта влажность называется оптимальной влажностью W_opt, так как грунт, характеризуемый такой влажностью, при одной и той же затрате энергии м.б. уплотнен до наибольшей плотности скелета грунта. Наибольшее значение ρ_d, достигнутое в приборе стандартного уплотнения при оптимальной влажности, н-ся оптимальной плотность частиц грунта ρ_d, opt.
40) Морозное пучение грунта и его воздействие на фундамент.

Морозное пучение – увеличение объёма грунта при промерзании.

На линии фронта промерзания наблюдаются линзы льда из-за миграции воды по водным плёнкам к нему. В результате увеличивается объём, который поднимает фундамент здания и оказывает разрушительное воздействие для фундамента, появляются трещины.
41) Вечномерзлые грунты. Принципы строительства.

Существует 2 принципа строительства на вечномёрзлых грунтах:

1. Растопка и удаление вечно-мерзлых грунтов

Работа очень трудоёмка и не всегда бывает возможной. Некоторые вечно-мерзлые грунты невозможно удалить. Но затем идёт строительство здания с подтапливаемым основанием, чтобы грунт не стал снова мерзлым. Пример: Строительство АЭС с подогреваемой котловиной под реактором термосваями.

1. Сохранение вечномерзлых грунтов.

Для построения зданий на вечно-мерзлых грунтах используют фундамент на сваях. Фундамент сооружают так чтобы под полом здания циркулировал воздух и предотвращал передачу тепла на грунт. Принцип заключается в том, чтобы исключить попадание тепла на основание и сохранить вечную мерзлоту.

Дисциплина:
МЕХАНИКА ГРУНТОВ

ВОПРОСЫ  К  ЭКЗАМЕНУ

1.    Виды грунтов с точки зрения механики грунтов. Три схемы
напластования.

2.    Устройство
фундамента под резервуары.

3.    Основные характеристики и показатели песчаных и глинистых грунтов.

4.    Основные параметрические характеристики фундамента. Дать
определение фундамента и основания.

5.    Три принципа и схемы строительства сооружений на мерзлых грунтах.

6.    Расчет площади фундамента для центрально нагруженных фундаментов.

7.    Основные
физические характеристики мерзлых грунтов.

8.    Расчет площади фундамента при действии внецентренной нагрукзи.

9.    Понятие деформации грунта. Основные показатели, характеризующие
деформационные свойства грунтов.

10.   Определения сваи, ростверка. Классификация свай по характеру
передачи нагрузки на грунт, условиям изготовления.

11.   Понятие консолидации дисперсных грунтов. Какие напряжения
возникают в грунте в процессе консолидации.

Изменение осадки грунтовой толщи во времени. 

12.   Компрессионные испытания грунтов. Что понимается под компрессией?
Какие показатели получают в результате испытаний?

13.  
Характеристики прочности грунта при сдвиге. Зависимость Кулона.

14.   Методика проведения испытаний грунта на сдвиг. Результаты
испытаний.

15.   Классификация фундаментов по характеру работы. Различие в передаче
нагрузки на грунт.

16.   Понятия просадки и осадки грунта. Методы расчета осадок. Сущность
метода эквивалентного слоя.

17.   Определение
глубины заложения фундаментов.

18.  Понятия оседания и осадки грунта. Методы расчета осадок. Сущность
метода линейно-деформированного слоя.

19.  Порядок проектирования фундаментов на естественном
основании.

20.  Зависимость, определяющая сопротивляемость грунта сдвигу. Три ее компонента.

21.  Основные правила заложения фундаментов в грунтах.

22.  Графическое определение показателей сопротивляемости грунтов
сдвигу φ_n и С_n в условиях прямого сдвига.

23.  Определение продольного и поперечного размера фундамента из
условия прочности основания.

24.   Понятие угла естественного откоса. Определение угла внутреннего
трения φ_n по углу
естественного откоса φ₀ сыпучих грунтов.

25.  Две составляющие давления грунта на подпорную стенку. Основные
плоскости движения грунта при воздействии давления.

26.  Определение глубины заложения фундаментов.

27.   Эпюры давлений на подпорную стенку без учета сцепления, с учетом
сцепления и при действии на поверхность грунта равномерно распределенной
нагрузки.

28.   Устойчивость откосов. Метод определения коэффициента устойчивости
откоса.

29.   Распределение давлений (эпюры) под подошвой фундамента на глубине b. Понятие кривых
нулевых давлений. Изменение величины давления с возрастанием глубины.

30.   Схемы образования осадки грунта под действием нагрузки
от фундамента.

31.   Два предельно-нагруженные состояния грунта под нагрузкой. Расчет
по первому предельному состоянию.

32.   Распределение давлений (эпюры) под подошвой различных
фундаментов (ленточный, квадратный, заглубленные и при действии внецентренной
нагрузки).

33.   Понятие предельного состояния грунта под нагрузкой. Расчет по
второму предельному состоянию.

34.   Понятие осадок грунта. Равномерные и неравномерные осадки. Методы
расчета осадок. Сущность метода послойного суммирования.

35.   Определение продольного и поперечного размера
фундамента из условия прочности основания.

36.   Главные напряжения, возникающие в любой точке грунтового массива для
случая равномерно распределенной нагрузки.

37.   Порядок проектирования фундаментов на естественном
основании.

38.   Касательные напряжения, возникающие в любой точке грунтового
массива для случая равномерно распределенной  нагрузки.



Контрольные вопросы распределены по темам по 15 вопросов в каждой. При выполнении
теста порядок вопросов и ответов остаётся неизменным. При этом Вы в любой момент
можете переходить к другому вопросу в любом порядке или даже сменить тему.

• Тема 1
  Определение гранулометрического состава грунта
  Начать тест…
• Тема 2
  Характеристики физических свойств грунтов
  Начать тест…
• Тема 3
  Характеристики физического состояния грунтов
  Начать тест…
• Тема 4
  Сжимаемость и фильтрационные свойства грунтов
  Начать тест…
• Тема 5
  Прочностные свойства грунтов
  Начать тест…
• Тема 6
  Предельное равновесие грунтов, устойчивость массивов грунтов
  Начать тест…
• Тема 7
  Осадки фундаментов и причины их неравномерного развития
  Начать тест…

Перейти к описанию курса лекций «Механика грунтов»