- •Грунт, горная порода, минерал. Классификация грунтов и горных пород. Основание, фундамент. Грунт как многокомпонентная среда.
- •Основные задачи механики грунтов.
- •Твердая фаза: гранулометрический состав, фракции, методы определения, кривая грансостава. Классификация несвязных грунтов.
- •Твердая фаза: минералогический состав и форма частиц.
- •Жидкая фаза. Виды воды в грунтах. Миграция и фильтрация.
- •Газообразная фаза. Структурные связи в нескальных (дисперсных) грунтах.
- •Лед как четвертая фаза мерзлого грунта.
- •Производные фазовые характеристики: формулы по определению, расчетные формулы, практическое значение.
- •Пластичность и консистенция: понятие и методы определения. Классификация глинистых грунтов.
- •Оптимальная влажность и максимальная плотность.
- •Механические свойства грунтов. Упругие и пластические деформации. Механические характеристики.
- •Определение деформационных характеристик в одноосных испытаниях. Закон Гука. Коэффициент Пуассона.
- •Компрессионные испытания. Схема опыта. Диаграмма сжатия. Определение модуля деформации по диаграмме сжатия.
- •Компрессионные испытания. Схема опыта. Компрессионная кривая. Определение модуля деформации через характеристики сжимаемости.
- •Компрессионные испытания. Циклическое нагружение.
- •Компрессионные испытания. Просадочность: сущность явления, относительная просадка, методы определения, начальное просадочное давление.
- •Сдвиговые испытания. Закон Кулона. Прочностные характеристики: угол внутреннего трения и удельное сцепление.
- •Стабилометрические испытания. Схема опыта. Методика проведения опыта. Определение деформационных характеристик.
- •Стабилометрические испытания. Схема опыта. Методика проведения опыта. Определение прочностных характеристик.
- •Три фазы деформирования грунта по н.М. Герсеванову. Первая и вторая критические нагрузки. Предпосылки теоретического описания работы грунтовых массивов.
- •Основные физические законы, описывающие процесс деформирования грунта.
- •Обобщенный закон Гука.
- •Формы разрушения грунта. Закон Кулона. Взаимное положение прямой Кулона и круга Мора. Закон Кулона-Мора в компонентах напряжений ( 1, 3) и ( X, z, xz).
- •Закон Кулона-мора и прочность на одноосное сжатие.
- •Пространственная и плоская задачи механики грунтов. О математическом моделировании. Основные гипотезы.
- •Статическая сторона задачи: уравнения равновесия моментов и сил.
- •Геометрическая сторона задачи. Уравнения Коши.
- •Цели и гипотезы теории линейно-деформируемой среды (тлдс).
- •Постановка плоской и пространственной задач теории линейно-деформируемой среды (тлдс).
- •Бытовые и дополнительные напряжения. Определение бытовых напряжений в различных грунтовых условиях.
- •Задача Фламана. Напряжения, эпюры, осадка поверхности.
- •Задача Фламана. Доказать, что выражения для напряжений удовлетворяют исходным уравнениям тлдс и граничным условиям.
- •Задача о произвольной полосовой нагрузке на горизонтальном основании (плоская задача).
- •Задача Мичелла. Напряжения, эпюры, осадка поверхности. Угол видимости.
- •Задача Буссинеска. Напряжения, эпюры, осадка поверхности.
- •Задача о произвольной нагрузке на горизонтальном основании (пространственная задача).
- •Задача Лява-Короткина. Метод угловых точек. Формула Шлейхера.
- •Принципиальный характер распределения бытовых и дополнительных напряжений в основании.
- •Расчет осадок основания методом послойного суммирования.
- •Контактная задача. Гибкие и жесткие фундаменты. Уравнение изогнутой оси фундамента. Модели Фусса-Винклера и тлдс.
- •Контактная задача. Основное уравнение контактной задачи по модели ФуссаВинклера. Решение для жесткого фундамента по модели Фусса-Винклера.
- •Контактная задача. Основное уравнение контактной задачи по модели тлдс. Решение для жесткого фундамента по модели тлдс. Формулы м. Садовского и в.А. Флорина.
- •Постановка плоской задачи теории предельного равновесия грунтов (тпрг). Понятие о линиях скольжения.
- •Несущая способность оснований. Формула Терцаги. Решения для невесомого сыпучего основания, идеально-связного основания и весомого сыпучего основания.
- •Предельная высота вертикального откоса. Равноустойчивые контуры склонов.
- •Приближенный метод расчета устойчивости склонов. Основные гипотезы. Порядок расчета. Коэффициент устойчивости.
- •Понятие активного и пассивного давления грунта на подпорную стенку.
- •Формулы для активного и пассивного давлений. Призма обрушения и призма выпирания.
- •Исследование эпюр активного и пассивного давлений. Случай двухслойного основания за стенкой.
- •Расчет подпорной стенки на устойчивость против сдвига, опрокидывания и глубокого сдвига. Коэффициент устойчивости.
- •Теория фильтрационной консолидации (тфк). Основные понятия и принцип эффективных напряжений. Механическая модель консолидирующегося грунта.
- •Закон Дарси. Скорость фильтрации и расход воды. Гидравлический градиент. Напор. Коэффициент фильтрации. Начальный гидравлический градиент.
- •Основное уравнение одномерной задачи тфк.
- •Задача о консолидации слоя грунта конечной толщины. Осадка слоя конечной толщины. Консолидация двух слоев разной мощности.
Грунт, горная порода, минерал. Классификация грунтов и горных пород. Основание, фундамент. Грунт как многокомпонентная среда.
Грунт – любая горная порода, которая является объектом строительства и при этом образует геологическую среду.
Горная порода – встречающаяся в природе совокупность минералов.
Минерал – природное устойчивое тело с определенным химическим составом, внутренним строение и физ. более (менее) одинаковые физические свойства.
В основу классификации горных пород положен их генезис, т.е. происхождение. Горные породы по этому признаку делятся на три большие группы.
1. Магматические породы. Образуются в результате остывания магмы (на глубине), либо лавы (на поверхности). Их различают по содержанию SiO2 (кислые и основные) и по условиям образования:
интрузивные магматические породы – медленно остывшие на большой глубине (аплиты, граниты, сиениты, габбро)
эффузивные магматические породы – быстро остывшие вблизи поверхности или на поверхности (базальты, порфириты, обсидиан, пемза, вулканический туф)
2. Осадочные породы. Образуются под действием экзогенных (внешних) факторов в результате выветривания (разрушения) каких-либо исходных горных пород, транспортировки (переноса) продуктов выветривания и их аккумуляции (отложения).
Выделяют следующие группы осадочных пород:
обломочные (механогенные), которые образовались в результате преимущественно физического выветривания; это сцементированные породы – конгломераты, брекчии, алевролиты (песчаники), аргиллиты (глинистые сланцы), и это несцементированные (рыхлые) – валуны, глыбы, галечник, щебень, гравий, дресва, пески, глинистые породы.
химические осадки (хемогенные), которые образованы в основном в результате осаждения солей из водных растворов; это – ангидриты, известняки, мергели, опока и пр.;
биогенные и органогенные, образовавшиеся в результате органического выветривания, т.е. сложных химических реакций с участием органических кислот; это – торфы, илы, сапропели и пр.
3. Метаморфические породы. Образовались в результате перекристаллизации исходных пород под действием эндогенных (внутренних) факторов –прежде всего, высокого давления и высокой температуры. Примеры метаморфических пород – это мрамор, гнейсы, кварцит, кристаллические сланцы.
Согласно действующему ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» грунты делят на три больших класса.
1. Класс скальных грунтов. Эти грунты обладают прочными и жесткими
связями кристаллизационного (гранит, мрамор) или цементационного (песчаник, глинистые сланцы, опока, известняк) типа. К ним относят практически все
магматические и метаморфические породы, осадочные обломочные сцементированные породы, а также химические осадки.
2. Класс дисперсных грунтов. Эти грунты либо вообще не имеют связей между частицами (щебень, песок), либо связаны водноколлоидными и слабыми цементационными связями – такие связи еще называют физическими и физикохимическими. Водноколлоидные связи образуются в результате взаимодействия глинистых частиц и молекул воды, образующих вокруг них коллоидные оболочки. Цементационные связи в дисперсных грунтах – это, например, карбонаты в лессах. Как правило, они на порядки слабее, чем в скальных, за редкими исключениями такими, как некоторые плотные древние глины.
3. Класс мерзлых грунтов. Это – любые грунты, имеющие криогенные связи, т.е. сцементированы льдом, и находящиеся при отрицательной температуре. Исключение в этом смысле составляют так называемые сыпучемерзлые грунты, которые находятся при отрицательной температуре, но их частицы не сцементированы льдом (например, щебень).
Фундамент подземная (или подземная и подводная) часть сооружения, воспринимающая нагрузку от сооружения и передающая ее на основание .
Основание часть грунтового массива, испытывающая воздействие от сооружения.
Грунт представляет собой трехкомпонентную, или трехфазную среду, состоящую из (многокомпонентная среда):
твердой фазы минеральная часть, или скелет грунта;
жидкой фазы поровая жидкость (чаще всего, вода);
газообразной фазы газ (чаще всего, атмосферный газ) в поровом пространстве, незаполненном водой.